Жидкокристаллический дисплей: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
[непроверенная версия][непроверенная версия]
Содержимое удалено Содержимое добавлено
викификация литературы
викификация ссылок
Строка 5: Строка 5:
'''Жидкокристаллический дисплей''' (ЖК-дисплей, ЖКД; жидкокристаллический [[Электронный индикатор|индикатор]], ЖКИ; {{lang-en|liquid crystal display}}, {{lang-en2|LCD}}) — [[дисплей]] на основе [[Жидкие кристаллы|жидких кристаллов]].
'''Жидкокристаллический дисплей''' (ЖК-дисплей, ЖКД; жидкокристаллический [[Электронный индикатор|индикатор]], ЖКИ; {{lang-en|liquid crystal display}}, {{lang-en2|LCD}}) — [[дисплей]] на основе [[Жидкие кристаллы|жидких кристаллов]].


Простые приборы с ЖКИ ([[электронные часы]], [[термометр]]ы, [[плеер]]ы, телефоны и пр.) могут иметь [[Монохромное изображение|монохромный]] или {{nobr|2—5-цветный}} дисплей. С появлением быстрой светодиодной подсветки появились дешёвые сегментные и матричные многоцветные ЖКИ с {{нп3|последовательная подсветка цветов|последовательной подсветкой цветов|en|Field-sequential color system}}<ref>[http://www.orientdisplay.com/pdf/ProductPresentation-FS-LCD.pdf Field-Sequential (FS) Color LCDs. A Technology Brought To You Exclusively By Orient Display Corporation{{ref-en}}]</ref> или {{не переведено|TMOS|TMOS|en|Time-multiplexed optical shutter}}<ref>[https://dailytechinfo.org/infotech/694-na-smenu-lcd-i-oled-displeyam-idut-bolee.html На смену LCD и OLED дисплеям идут более эффективные и экономичные дисплеи TMOS. «DailyTechInfo — Новости науки и технологий, новинки техники<!-- Заголовок добавлен ботом -->]</ref>. В настоящий момент многоцветное изображение обычно формируется с помощью [[RGB]]-триад, используя ограниченное угловое разрешение человеческого глаза.
Простые приборы с ЖКИ ([[электронные часы]], [[термометр]]ы, [[плеер]]ы, телефоны и пр.) могут иметь [[Монохромное изображение|монохромный]] или {{nobr|2—5-цветный}} дисплей. С появлением быстрой светодиодной подсветки появились дешёвые сегментные и матричные многоцветные ЖКИ с {{нп3|последовательная подсветка цветов|последовательной подсветкой цветов|en|Field-sequential color system}}<ref>{{cite web
|url = http://www.orientdisplay.com/pdf/ProductPresentation-FS-LCD.pdf
|title = Field-Sequential (FS) Color LCDs. A Technology Brought To You Exclusively By Orient Display Corporation
|date =
|work =
|publisher = Orient Display
|accessdate = 2019-03-21
|lang = ru
}}</ref> или {{не переведено|TMOS|TMOS|en|Time-multiplexed optical shutter}}<ref>{{cite web
|url = https://dailytechinfo.org/infotech/694-na-smenu-lcd-i-oled-displeyam-idut-bolee.html
|title = На смену LCD и OLED дисплеям идут более эффективные и экономичные дисплеи TMOS
|date = 2009-10-27
|work =
|publisher = DailyTechInfo
|accessdate = 2019-03-21
|lang = ru
}}</ref>. В настоящий момент многоцветное изображение обычно формируется с помощью [[RGB]]-триад, используя ограниченное угловое разрешение человеческого глаза.


Дисплей<!--не путать с законченным устройством — монитором!--> на жидких кристаллах используется для отображения [[Графический интерфейс пользователя|графической]] или текстовой информации в [[Компьютерный монитор|компьютерных мониторах]] (также и в [[ноутбук]]ах), [[телевизор]]ах, [[телефон]]ах, [[Цифровой фотоаппарат|цифровых фотоаппаратах]], [[Электронная книга (устройство)|электронных книгах]], [[GPS-навигатор|навигаторах]], [[Интернет-планшет|планшетах]], электронных переводчиках, [[калькулятор]]ах, часах и т. п., а также во многих других электронных устройствах. <!-- Изображение в нём (В ЧЁМ?) формируется с помощью отдельных элементов, как правило, через систему [[Развёртка|развёртки]].-->
Дисплей<!--не путать с законченным устройством — монитором!--> на жидких кристаллах используется для отображения [[Графический интерфейс пользователя|графической]] или текстовой информации в [[Компьютерный монитор|компьютерных мониторах]] (также и в [[ноутбук]]ах), [[телевизор]]ах, [[телефон]]ах, [[Цифровой фотоаппарат|цифровых фотоаппаратах]], [[Электронная книга (устройство)|электронных книгах]], [[GPS-навигатор|навигаторах]], [[Интернет-планшет|планшетах]], электронных переводчиках, [[калькулятор]]ах, часах и т. п., а также во многих других электронных устройствах. <!-- Изображение в нём (В ЧЁМ?) формируется с помощью отдельных элементов, как правило, через систему [[Развёртка|развёртки]].-->
Строка 19: Строка 35:
Важнейшие характеристики ЖК-дисплеев:
Важнейшие характеристики ЖК-дисплеев:
* тип матрицы — определяется технологией, по которой изготовлен ЖК-дисплей;
* тип матрицы — определяется технологией, по которой изготовлен ЖК-дисплей;
* класс матрицы; стандарт [[ISO 13406-2]] выделяет четыре класса матриц по допустимому количеству [[Битые пиксели|битых пикселей]];
* класс матрицы; стандарт [[ISO 13406-2]] выделяет четыре класса матриц по допустимому количеству «[[Битые пиксели|битых пикселей]]»;
* [[Разрешение (компьютерная графика)|разрешение]] — горизонтальный и вертикальный размеры, выраженные в [[пиксел]]ях. В отличие от [[Электронно-лучевые приборы|ЭЛТ]]-мониторов, ЖК-дисплеи имеют одно фиксированное разрешение, а поддержка остальных реализуется путём [[Интерполяция|интерполяции]] (ЭЛТ-мониторы также имеют фиксированное количество пикселей, которые также состоят из красных, зелёных и синих точек, однако из-за особенностей технологии при выводе нестандартного разрешения в интерполяции нет необходимости);
* [[Разрешение (компьютерная графика)|разрешение]] — горизонтальный и вертикальный размеры, выраженные в [[пиксел]]ях. В отличие от [[Электронно-лучевые приборы|ЭЛТ]]-мониторов, ЖК-дисплеи имеют одно фиксированное разрешение, а поддержка остальных реализуется путём [[Интерполяция|интерполяции]] (ЭЛТ-мониторы также имеют фиксированное количество пикселей, которые также состоят из красных, зелёных и синих точек, однако из-за особенностей технологии при выводе нестандартного разрешения в интерполяции нет необходимости);
* размер точки (размер пикселя) — расстояние между центрами соседних пикселей. Непосредственно связан с физическим разрешением;
* размер точки (размер пикселя) — расстояние между центрами соседних пикселей. Непосредственно связан с физическим разрешением;
Строка 62: Строка 78:
[[Файл:Макрофотография типичной ЖК-матрицы.jpg|thumb|320px|Макрофотография бракованной ЖК-матрицы. В центре можно увидеть два дефектных субпикселя (зелёный и синий).]]
[[Файл:Макрофотография типичной ЖК-матрицы.jpg|thumb|320px|Макрофотография бракованной ЖК-матрицы. В центре можно увидеть два дефектных субпикселя (зелёный и синий).]]
[[Файл:Разбитый экран смартфона.jpg|thumb|250px|Разбитая матрица смартфона]]
[[Файл:Разбитый экран смартфона.jpg|thumb|250px|Разбитая матрица смартфона]]
К преимуществам жидкокристаллических дисплеев можно отнести малые размер и массу в сравнении с [[Электронно-лучевая трубка|ЭЛТ]]. У ЖК-мониторов, в отличие от ЭЛТ, нет видимого мерцания, дефектов фокусировки и [[Сведение лучей|сведения лучей]], помех от магнитных полей, проблем с геометрией изображения и чёткостью. Энергопотребление ЖК-мониторов в зависимости от модели, настроек и выводимого изображения может как совпадать с потреблением ЭЛТ и плазменных экранов сравнимых размеров, так и быть существенно — до пяти<ref name=lcdtocrtenergyusage>[http://www.thg.ru/display/display_power_consumption/display_power_consumption-02.html Энергопотребление мониторов: тесты Tom’s Hardware]</ref> раз — ниже. Энергопотребление ЖК-мониторов на 95 % определяется мощностью ламп подсветки или светодиодной матрицы подсветки ({{lang-en|backlight}} — задний свет) ЖК-матрицы. Во многих мониторах 2007 года для настройки пользователем яркости свечения экрана используется [[широтно-импульсная модуляция]] ламп подсветки частотой от 150 до 400 и более [[Гц|герц]].
К преимуществам жидкокристаллических дисплеев можно отнести малые размер и массу в сравнении с [[Электронно-лучевая трубка|ЭЛТ]]. У ЖК-мониторов, в отличие от ЭЛТ, нет видимого мерцания, дефектов фокусировки и [[Сведение лучей|сведения лучей]], помех от магнитных полей, проблем с геометрией изображения и чёткостью. Энергопотребление ЖК-мониторов в зависимости от модели, настроек и выводимого изображения может как совпадать с потреблением ЭЛТ и плазменных экранов сравнимых размеров, так и быть существенно — до пяти<ref name=lcdtocrtenergyusage>{{cite web
|url = http://www.thg.ru/display/display_power_consumption/display_power_consumption-02.html
|title = Энергопотребление мониторов: тесты Tom’s
|date = 2010-07-31
|work =
|publisher = Hardware
|accessdate = 2019-03-21
|lang = ru
}}</ref> раз — ниже. Энергопотребление ЖК-мониторов на 95 % определяется мощностью ламп подсветки или светодиодной матрицы подсветки ({{lang-en|backlight}} — задний свет) ЖК-матрицы. Во многих мониторах 2007 года для настройки пользователем яркости свечения экрана используется [[широтно-импульсная модуляция]] ламп подсветки частотой от 150 до 400 и более [[Гц|герц]].


Малогабаритные ЖК-дисплеи без активной подсветки, применяемые в электронных часах, калькуляторах и т. п., обладают ''чрезвычайно низким энергопотреблением'', что обеспечивает длительную (до нескольких лет) автономную работу таких устройств без замены гальванических элементов.
Малогабаритные ЖК-дисплеи без активной подсветки, применяемые в электронных часах, калькуляторах и т. п., обладают ''чрезвычайно низким энергопотреблением'', что обеспечивает длительную (до нескольких лет) автономную работу таких устройств без замены гальванических элементов.


С другой стороны, ЖК-мониторы имеют и множество недостатков, часто принципиально трудноустранимых, например:
С другой стороны, ЖК-мониторы имеют и множество недостатков, часто принципиально трудноустранимых, например:
* в отличие от [[Электронно-лучевая трубка|ЭЛТ]], могут отображать чёткое изображение лишь при одном („штатном“) разрешении. Остальные достигаются [[Интерполяция|интерполяцией]];
* в отличие от [[Электронно-лучевая трубка|ЭЛТ]], могут отображать чёткое изображение лишь при одном («штатном») разрешении. Остальные достигаются [[Интерполяция|интерполяцией]];
* по сравнению с ЭЛТ, ЖК-мониторы имеют малый [[Контрастность|контраст]] и глубину [[Чёрный цвет|чёрного цвета]]. Повышение фактического контраста часто связано с простым усилением яркости подсветки, вплоть до некомфортных значений. Широко применяемое глянцевое покрытие матрицы влияет лишь на субъективную контрастность в условиях внешнего освещения;
* по сравнению с ЭЛТ, ЖК-мониторы имеют малый [[Контрастность|контраст]] и глубину [[Чёрный цвет|чёрного цвета]]. Повышение фактического контраста часто связано с простым усилением яркости подсветки, вплоть до некомфортных значений. Широко применяемое глянцевое покрытие матрицы влияет лишь на субъективную контрастность в условиях внешнего освещения;
* из-за жёстких требований к постоянной толщине матриц существует проблема неравномерности однородного цвета (неравномерность подсветки) — на некоторых мониторах есть неустранимая неравномерность передачи яркости (полосы в градиентах), связанная с использованием блоков [[Линейная люминесцентная лампа|линейных]] [[Ртутная газоразрядная лампа|ртутных ламп]];
* из-за жёстких требований к постоянной толщине матриц существует проблема неравномерности однородного цвета (неравномерность подсветки) — на некоторых мониторах есть неустранимая неравномерность передачи яркости (полосы в градиентах), связанная с использованием блоков [[Линейная люминесцентная лампа|линейных]] [[Ртутная газоразрядная лампа|ртутных ламп]];
Строка 91: Строка 115:
=== {{якорь2|TN+film|TN|Twisted Nematic|Twisted Nematic + film}} ===
=== {{якорь2|TN+film|TN|Twisted Nematic|Twisted Nematic + film}} ===
[[Файл:Tn-film.jpg|thumb|240px|Макрофотография матрицы TN+film монитора NEC LCD1770NX. На белом фоне — стандартный курсор Windows]]
[[Файл:Tn-film.jpg|thumb|240px|Макрофотография матрицы TN+film монитора NEC LCD1770NX. На белом фоне — стандартный курсор Windows]]
TN + film (Twisted Nematic + film) — самая простая технология. Слово „film“ в названии технологии означает „дополнительный слой“, применяемый для увеличения угла обзора (ориентировочно — от 90 до 150°). В настоящее время приставку „film“ часто опускают, называя такие матрицы просто TN. Способа улучшения контрастности и углов обзора для панелей TN пока не нашли, причём время отклика у данного типа матриц является на настоящий момент одним из лучших, а вот уровень контрастности — нет.
TN + film (Twisted Nematic + film) — самая простая технология. Слово «film» в названии технологии означает «дополнительный слой», применяемый для увеличения угла обзора (ориентировочно — от 90 до 150°). В настоящее время приставку «film» часто опускают, называя такие матрицы просто TN. Способа улучшения контрастности и углов обзора для панелей TN пока не нашли, причём время отклика у данного типа матриц является на настоящий момент одним из лучших, а вот уровень контрастности — нет.


Матрица TN + film работает следующим образом: если к субпикселям 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 поскольку направление поляризации фильтра на второй пластине составляет как раз угол в 90° с направлением поляризации фильтра на первой пластине, свет проходит через него. Если красные, зеленые и синие субпиксели полностью освещены, на экране образуется белая точка.
Матрица TN + film работает следующим образом: если к субпикселям 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 поскольку направление поляризации фильтра на второй пластине составляет как раз угол в 90° с направлением поляризации фильтра на первой пластине, свет проходит через него. Если красные, зеленые и синие субпиксели полностью освещены, на экране образуется белая точка.
Строка 101: Строка 125:
'''Технология IPS''' ({{lang-en|in-plane switching}}), или '''SFT''' ({{lang-en2|super fine TFT}}), была разработана компаниями [[Hitachi]] и [[NEC]] в 1996 году.
'''Технология IPS''' ({{lang-en|in-plane switching}}), или '''SFT''' ({{lang-en2|super fine TFT}}), была разработана компаниями [[Hitachi]] и [[NEC]] в 1996 году.


Эти компании пользуются разными названиями этой технологии — NEC использует „SFT“, а Hitachi — „IPS“.
Эти компании пользуются разными названиями этой технологии — NEC использует «SFT», а Hitachi — «IPS».


Технология предназначалась для избавления от недостатков TN + film. Хотя с помощью IPS и удалось добиться увеличения угла обзора до 178°, а также высокой контрастности и цветопередачи, время отклика осталось на низком уровне.
Технология предназначалась для избавления от недостатков TN + film. Хотя с помощью IPS и удалось добиться увеличения угла обзора до 178°, а также высокой контрастности и цветопередачи, время отклика осталось на низком уровне.


По состоянию на 2008 год, матрицы, изготовленные по технологии IPS (SFT), — единственные из ЖК-мониторов, всегда передающие полную глубину цвета RGB — 24 бита, по 8 бит на канал<ref>[http://www.compress.ru/article.aspx?id=19270&iid=895 Монитор LG FLATRON W2600hp]</ref>. По состоянию на 2012 год выпущено уже много мониторов на IPS-матрицах (e-IPS производства LG.Displays), имеющих 6 бит на канал. Старые TN-матрицы имеют 6 бит на канал, как и часть MVA.
По состоянию на 2008 год, матрицы, изготовленные по технологии IPS (SFT), — единственные из ЖК-мониторов, всегда передающие полную глубину цвета RGB — 24 бита, по 8 бит на канал<ref>{{cite web
|url = http://www.compress.ru/article.aspx?id=19270&iid=895
|title = Монитор LG FLATRON W2600hp
|author = Мотов А.
|date = 2008
|work =
|publisher = КомпьютерПресс
|accessdate = 2019-03-21
|lang = ru
}}</ref>. По состоянию на 2012 год выпущено уже много мониторов на IPS-матрицах (e-IPS производства LG.Displays), имеющих 6 бит на канал. Старые TN-матрицы имеют 6 бит на канал, как и часть MVA.


Если к матрице IPS не приложено напряжение, молекулы жидких кристаллов не поворачиваются. Второй фильтр всегда повернут перпендикулярно первому, и свет через него не проходит. Поэтому отображение чёрного цвета близко к идеалу. При выходе из строя транзистора [[Битые пиксели|„битый“ пиксель]] для панели IPS будет не белым, как для матрицы TN, а чёрным.
Если к матрице IPS не приложено напряжение, молекулы жидких кристаллов не поворачиваются. Второй фильтр всегда повернут перпендикулярно первому, и свет через него не проходит. Поэтому отображение чёрного цвета близко к идеалу. При выходе из строя транзистора [[Битые пиксели|«битый» пиксель]] для панели IPS будет не белым, как для матрицы TN, а чёрным.


При приложении напряжения молекулы жидких кристаллов поворачиваются перпендикулярно своему начальному положению и пропускают свет.
При приложении напряжения молекулы жидких кристаллов поворачиваются перпендикулярно своему начальному положению и пропускают свет.


Улучшенной разновидностью IPS является ''Н-IPS'', которая наследует все преимущества технологии IPS с одновременным уменьшением [[Время отклика|времени отклика]] и увеличением контрастности. Цветность лучших Н-IPS-панелей не уступает обычным мониторам ЭЛТ. Н-IPS и более дешёвая e-IPS активно используется в панелях размером от 20». [[LG Display]], [[Dell]], [[NEC]], [[Samsung]], [[Chimei]] остаются единственными производителями панелей по данной технологии<ref name="test">{{cite web
Улучшенной разновидностью IPS является ''Н-IPS'', которая наследует все преимущества технологии IPS с одновременным уменьшением [[Время отклика|времени отклика]] и увеличением контрастности. Цветность лучших Н-IPS-панелей не уступает обычным мониторам ЭЛТ. Н-IPS и более дешёвая e-IPS активно используется в панелях размером от 20". [[LG Display]], [[Dell]], [[NEC]], [[Samsung]], [[Chimei]] остаются единственными производителями панелей по данной технологии<ref name="test">{{cite web
|url = http://www.ixbt.com/news/hard/index.shtml?14/75/18
|url = http://www.ixbt.com/news/hard/index.shtml?14/75/18
|title = Chimei начала поставку IPS-матриц для iPad вслед за Samsung и LG
|title = Chimei начала поставку IPS-матриц для iPad вслед за Samsung и LG
Строка 124: Строка 157:
''AS-IPS'' ({{lang-en2|Advanced Super IPS}} — расширенная супер-IPS) — также была разработана корпорацией Hitachi в 2002 году. В основном улучшения касались уровня контрастности обычных панелей S-IPS, приблизив его к контрастности S-PVA панелей. AS-IPS также используется в качестве названия для мониторов корпорации NEC (например, NEC LCD20WGX2), созданных по технологии S-IPS, разработанной консорциумом LG Display.
''AS-IPS'' ({{lang-en2|Advanced Super IPS}} — расширенная супер-IPS) — также была разработана корпорацией Hitachi в 2002 году. В основном улучшения касались уровня контрастности обычных панелей S-IPS, приблизив его к контрастности S-PVA панелей. AS-IPS также используется в качестве названия для мониторов корпорации NEC (например, NEC LCD20WGX2), созданных по технологии S-IPS, разработанной консорциумом LG Display.


''H-IPS A-TW'' ({{lang-en2|Horizontal IPS with Advanced True White Polarizer}}) — разработана LG Display для корпорации NEC<ref>[http://www.tftcentral.co.uk/search.php?query=h-ips&select=panel Список используемых панелей LG.Display H-IPS в моделях мониторов]{{ref-en}}</ref>. Представляет собой H-IPS панель с цветовым фильтром TW (True White — «настоящий белый») для придания белому цвету большей реалистичности и увеличения углов обзора без искажения изображения (исключается эффект свечения ЖК-панелей под углом — так называемый «глоу-эффект»). Этот тип панелей используется при создании профессиональных мониторов высокого качества<ref>[http://www.tftcentral.co.uk/articles/content/panel_technologies_content.htm Panel Technologies TN Film, MVA, PVA and IPS Explained] {{Wayback|url=http://www.tftcentral.co.uk/articles/content/panel_technologies_content.htm |date=20110717123858 }}</ref>.
''H-IPS A-TW'' ({{lang-en2|Horizontal IPS with Advanced True White Polarizer}}) — разработана LG Display для корпорации NEC<ref>{{cite web
|url = http://www.tftcentral.co.uk/search.php?query=h-ips&select=panel
|title = Список используемых панелей LG.Display H-IPS в моделях мониторов
|date =
|publisher =
|accessdate = 2019-03-21
|lang = ru
}}</ref>. Представляет собой H-IPS панель с цветовым фильтром TW (True White — «настоящий белый») для придания белому цвету большей реалистичности и увеличения углов обзора без искажения изображения (исключается эффект свечения ЖК-панелей под углом — так называемый «глоу-эффект»). Этот тип панелей используется при создании профессиональных мониторов высокого качества<ref>[http://www.tftcentral.co.uk/articles/content/panel_technologies_content.htm Panel Technologies TN Film, MVA, PVA and IPS Explained] {{Wayback|url=http://www.tftcentral.co.uk/articles/content/panel_technologies_content.htm |date=20110717123858 }}</ref>.


''AFFS'' ({{lang-en2|Advanced Fringe Field Switching}}, неофициальное название — S-IPS Pro) — дальнейшее улучшение IPS, разработана компанией [[BOE Hydis]] в 2003 году. Увеличенная напряжённость электрического поля позволила добиться ещё больших углов обзора и яркости, а также уменьшить межпиксельное расстояние. Дисплеи на основе AFFS в основном применяются в [[Планшетный персональный компьютер|планшетных ПК]], на матрицах производства Hitachi Displays.
''AFFS'' ({{lang-en2|Advanced Fringe Field Switching}}, неофициальное название — S-IPS Pro) — дальнейшее улучшение IPS, разработана компанией [[BOE Hydis]] в 2003 году. Увеличенная напряжённость электрического поля позволила добиться ещё больших углов обзора и яркости, а также уменьшить межпиксельное расстояние. Дисплеи на основе AFFS в основном применяются в [[Планшетный персональный компьютер|планшетных ПК]], на матрицах производства Hitachi Displays.
Строка 217: Строка 257:


==== PLS и IPS ====
==== PLS и IPS ====
Компания Samsung не давала описания технологии PLS<ref>{{cite web
Компания Samsung не давала описания технологии PLS<ref>{{cite web|url=http://www.3dnews.ru/display/627740|title=Samsung S27A850: PLS-матрица как условие победы &#124; Мониторы и проекторы - 3DNews - Daily Digital Digest|accessdate=2013-01-28}}</ref>. Сделанные независимыми наблюдателями сравнительные исследования матриц IPS и PLS под микроскопом не выявили отличий<ref>{{cite web|url=http://uk.hardware.info/reviews/3000/5/samsung-galaxy-tab-2-101-vs-toshiba-at300-review-old-versus-new-pls-versus-ips|title=Samsung Galaxy Tab 2 10.1 vs Toshiba AT300 review: old versus new - PLS versus IPS &#124; Hardware.Info United Kingdom|accessdate=2013-01-28|archiveurl=https://www.webcitation.org/6E77ie8cn?url=http://uk.hardware.info/reviews/3000/5/samsung-galaxy-tab-2-101-vs-toshiba-at300-review-old-versus-new-pls-versus-ips|archivedate=2013-02-01}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.fcenter.ru/online.shtml?articles/hardware/monitors/31166|title=Samsung SA850: первый монитор на матрице PLS &#124; Мониторы &#124; Статьи Hardware &#124; Статьи, обзоры &#124; Новости и статьи &#124; Ф-Центр|accessdate=2013-01-28|archiveurl=https://www.webcitation.org/6E77jmTP1?url=http://www.fcenter.ru/online.shtml?articles%2Fhardware%2Fmonitors%2F31166|archivedate=2013-02-01}}</ref>. То, что PLS является разновидностью IPS, косвенно признала сама корпорация Samsung своим иском против корпорации LG: в иске утверждалось, что используемая LG технология AH-IPS является модификацией технологии PLS<ref>{{cite web|url=http://www.zdnet.com/samsung-display-sues-lg-over-lcd-patents-again-7000008723/|title=Samsung Display sues LG over LCD patents, again &#124; ZDNet|accessdate=2013-01-28|archiveurl=https://www.webcitation.org/6E77nd4yh?url=http://www.zdnet.com/samsung-display-sues-lg-over-lcd-patents-again-7000008723/|archivedate=2013-02-01}}</ref>.
|url = http://www.3dnews.ru/display/627740
|title = Samsung S27A850: PLS-матрица как условие победы &#124; Мониторы и проекторы
|author =
|date = 2012-04-18
|work =
|publisher = 3DNews — Daily Digital Digest
|accessdate = 2019-03-21
|lang = ru
}}</ref>. Сделанные независимыми наблюдателями сравнительные исследования матриц IPS и PLS под микроскопом не выявили отличий<ref>{{cite web|url=http://uk.hardware.info/reviews/3000/5/samsung-galaxy-tab-2-101-vs-toshiba-at300-review-old-versus-new-pls-versus-ips|title=Samsung Galaxy Tab 2 10.1 vs Toshiba AT300 review: old versus new - PLS versus IPS &#124; Hardware.Info United Kingdom|accessdate=2013-01-28|archiveurl=https://www.webcitation.org/6E77ie8cn?url=http://uk.hardware.info/reviews/3000/5/samsung-galaxy-tab-2-101-vs-toshiba-at300-review-old-versus-new-pls-versus-ips|archivedate=2013-02-01}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.fcenter.ru/online.shtml?articles/hardware/monitors/31166|title=Samsung SA850: первый монитор на матрице PLS &#124; Мониторы &#124; Статьи Hardware &#124; Статьи, обзоры &#124; Новости и статьи &#124; Ф-Центр|accessdate=2013-01-28|archiveurl=https://www.webcitation.org/6E77jmTP1?url=http://www.fcenter.ru/online.shtml?articles%2Fhardware%2Fmonitors%2F31166|archivedate=2013-02-01}}</ref>. То, что PLS является разновидностью IPS, косвенно признала сама корпорация Samsung своим иском против корпорации LG: в иске утверждалось, что используемая LG технология AH-IPS является модификацией технологии PLS<ref>{{cite web|url=http://www.zdnet.com/samsung-display-sues-lg-over-lcd-patents-again-7000008723/|title=Samsung Display sues LG over LCD patents, again &#124; ZDNet|accessdate=2013-01-28|archiveurl=https://www.webcitation.org/6E77nd4yh?url=http://www.zdnet.com/samsung-display-sues-lg-over-lcd-patents-again-7000008723/|archivedate=2013-02-01}}</ref>.


== Подсветка ==
== Подсветка ==

Версия от 08:08, 21 марта 2019

Жидкокристаллический телевизор
Часы с ЖК-дисплеем
Цветной ЖК-дисплей мобильного телефона Nokia 6630

Жидкокристаллический дисплей (ЖК-дисплей, ЖКД; жидкокристаллический индикатор, ЖКИ; англ. liquid crystal display, LCD) — дисплей на основе жидких кристаллов.

Простые приборы с ЖКИ (электронные часы, термометры, плееры, телефоны и пр.) могут иметь монохромный или 2—5-цветный дисплей. С появлением быстрой светодиодной подсветки появились дешёвые сегментные и матричные многоцветные ЖКИ с последовательной подсветкой цветов  (англ.)[1] или TMOS[en][2]. В настоящий момент многоцветное изображение обычно формируется с помощью RGB-триад, используя ограниченное угловое разрешение человеческого глаза.

Дисплей на жидких кристаллах используется для отображения графической или текстовой информации в компьютерных мониторах (также и в ноутбуках), телевизорах, телефонах, цифровых фотоаппаратах, электронных книгах, навигаторах, планшетах, электронных переводчиках, калькуляторах, часах и т. п., а также во многих других электронных устройствах.

Жидкокристаллический дисплей с активной матрицей (TFT LCD, англ. thin-film transistor — тонкоплёночный транзистор) — разновидность жидкокристаллического дисплея, в котором используется активная матрица, управляемая тонкоплёночными транзисторами.

История

Жидкие кристаллы были открыты в 1888 году австрийским ботаником Ф. Рейнитцером, в 1927 году русским физиком В. К. Фредериксом был открыт переход Фредерикса, ныне широко используемый в жидкокристаллических дисплеях. В 1970-х годах компанией RCA был впервые представлен жидкокристаллический монохромный экран. Жидкокристаллические дисплеи начали использоваться в электронных часах, калькуляторах, измерительных приборах. Потом стали появляться матричные дисплеи, воспроизводящие чёрно-белое изображение. В 1987 году компания Sharp разработала первый цветной жидкокристаллический дисплей диагональю 3 дюйма.

Технические характеристики

Важнейшие характеристики ЖК-дисплеев:

  • тип матрицы — определяется технологией, по которой изготовлен ЖК-дисплей;
  • класс матрицы; стандарт ISO 13406-2 выделяет четыре класса матриц по допустимому количеству «битых пикселей»;
  • разрешение — горизонтальный и вертикальный размеры, выраженные в пикселях. В отличие от ЭЛТ-мониторов, ЖК-дисплеи имеют одно фиксированное разрешение, а поддержка остальных реализуется путём интерполяции (ЭЛТ-мониторы также имеют фиксированное количество пикселей, которые также состоят из красных, зелёных и синих точек, однако из-за особенностей технологии при выводе нестандартного разрешения в интерполяции нет необходимости);
  • размер точки (размер пикселя) — расстояние между центрами соседних пикселей. Непосредственно связан с физическим разрешением;
  • 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.);
  • видимая диагональ — размер самой панели, измеренный по диагонали. Площадь дисплеев зависит также от формата: при одинаковой диагонали, монитор формата 4:3 имеет бо́льшую площадь, чем монитор формата 16:9;
  • контрастность — отношение яркостей самой светлой и самой тёмной точек при заданной яркости подсветки. В некоторых мониторах используется адаптивный уровень подсветки с использованием дополнительных ламп, приведённая для них цифра контрастности (так называемая динамическая) не относится к статическому изображению;
  • яркость — количество света, излучаемое дисплеем (обычно измеряется в канделах на квадратный метр);
  • время отклика — минимальное время, необходимое пикселю для изменения своей яркости. Составляется из двух величин:
    • время буферизации (input lag). Высокое значение мешает в динамичных играх; обычно умалчивается; измеряется сравнением с кинескопом в скоростной съёмке. По состоянию на 2011-й год в пределах 20—50 мс; в отдельных ранних моделях достигало 200 мс;
    • время переключения. Указывается в характеристиках монитора. Высокое значение ухудшает качество видео; методы измерения неоднозначны. По состоянию на 2016-й год практически во всех мониторах заявленное время переключения составляет 1—6 мс;
  • угол обзора — угол, при котором падение контраста достигает заданного, для разных типов матриц и разными производителями вычисляется по-разному, и часто не подлежит сравнению. Некоторые производители указывают в технических параметрах своих мониторов углы обзора, такие, к примеру, как: CR 5:1 — 176/176°, CR 10:1 — 170/160°. Аббревиатура CR (англ. contrast ratio) обозначает уровень контрастности при указанных углах обзора относительно контрастности при взгляде перпендикулярно экрану. В приведённом примере, при углах обзора 170°/160° контрастность в центре экрана снижается до значения не ниже, чем 10:1, при углах обзора 176°/176° — не ниже, чем до значения 5:1.

Устройство

Субпиксел цветного ЖК-дисплея

Конструктивно дисплей состоит из следующих элементов:

  • ЖК-матрицы (первоначально — плоский пакет стеклянных пластин, между слоями которого и располагаются жидкие кристаллы; в 2000-е годы начали применяться гибкие материалы на основе полимеров);
  • источников света для подсветки;
  • контактного жгута (проводов);
  • корпуса, чаще пластикового, с металлической рамкой для придания жёсткости.

Состав пикселя ЖК-матрицы:

Если бы жидких кристаллов между фильтрами не было, то свет, пропускаемый первым фильтром, практически полностью блокировался бы вторым фильтром.

Поверхность электродов, контактирующая с жидкими кристаллами, специально обработана для изначальной ориентации молекул в одном направлении. В TN-матрице эти направления взаимно перпендикулярны, поэтому молекулы в отсутствие напряжения выстраиваются в винтовую структуру. Эта структура преломляет свет таким образом, что до второго фильтра плоскость его поляризации поворачивается и через него свет проходит уже без потерь. Если не считать поглощения первым фильтром половины неполяризованного света, ячейку можно считать прозрачной.

Если же к электродам приложено напряжение, то молекулы стремятся выстроиться в направлении электрического поля, что искажает винтовую структуру. При этом силы упругости противодействуют этому, и при отключении напряжения молекулы возвращаются в исходное положение. При достаточной величине поля практически все молекулы становятся параллельны, что приводит к непрозрачности структуры. Варьируя напряжение, можно управлять степенью прозрачности.

Если постоянное напряжение приложено в течение долгого времени, жидкокристаллическая структура может деградировать из-за миграции ионов. Для решения этой проблемы применяется переменный ток или изменение полярности поля при каждой адресации ячейки (так как изменение прозрачности происходит при включении тока, вне зависимости от его полярности).

Во всей матрице можно управлять каждой из ячеек индивидуально, но при увеличении их количества это становится трудновыполнимо, так как растёт число требуемых электродов. Поэтому практически везде применяется адресация по строкам и столбцам.

Проходящий через ячейки свет может быть естественным — отражённым от подложки (в ЖК-дисплеях без подсветки). Но чаще применяют искусственный источник света, кроме независимости от внешнего освещения, это также стабилизирует свойства полученного изображения.

Таким образом, полноценный монитор с ЖК-дисплеем состоит из высокоточной электроники, обрабатывающей входной видеосигнал, ЖК-матрицы, модуля подсветки, блока питания и корпуса с элементами управления. Именно совокупность этих составляющих определяет свойства монитора в целом, хотя некоторые характеристики важнее других.

Преимущества и недостатки

Искажение цветности и контрастности изображения на ЖК-мониторе с малым углом обзора матрицы, при взгляде под малым углом к его плоскости
Макрофотография бракованной ЖК-матрицы. В центре можно увидеть два дефектных субпикселя (зелёный и синий).
Разбитая матрица смартфона

К преимуществам жидкокристаллических дисплеев можно отнести малые размер и массу в сравнении с ЭЛТ. У ЖК-мониторов, в отличие от ЭЛТ, нет видимого мерцания, дефектов фокусировки и сведения лучей, помех от магнитных полей, проблем с геометрией изображения и чёткостью. Энергопотребление ЖК-мониторов в зависимости от модели, настроек и выводимого изображения может как совпадать с потреблением ЭЛТ и плазменных экранов сравнимых размеров, так и быть существенно — до пяти[3] раз — ниже. Энергопотребление ЖК-мониторов на 95 % определяется мощностью ламп подсветки или светодиодной матрицы подсветки (англ. backlight — задний свет) ЖК-матрицы. Во многих мониторах 2007 года для настройки пользователем яркости свечения экрана используется широтно-импульсная модуляция ламп подсветки частотой от 150 до 400 и более герц.

Малогабаритные ЖК-дисплеи без активной подсветки, применяемые в электронных часах, калькуляторах и т. п., обладают чрезвычайно низким энергопотреблением, что обеспечивает длительную (до нескольких лет) автономную работу таких устройств без замены гальванических элементов.

С другой стороны, ЖК-мониторы имеют и множество недостатков, часто принципиально трудноустранимых, например:

  • в отличие от ЭЛТ, могут отображать чёткое изображение лишь при одном («штатном») разрешении. Остальные достигаются интерполяцией;
  • по сравнению с ЭЛТ, ЖК-мониторы имеют малый контраст и глубину чёрного цвета. Повышение фактического контраста часто связано с простым усилением яркости подсветки, вплоть до некомфортных значений. Широко применяемое глянцевое покрытие матрицы влияет лишь на субъективную контрастность в условиях внешнего освещения;
  • из-за жёстких требований к постоянной толщине матриц существует проблема неравномерности однородного цвета (неравномерность подсветки) — на некоторых мониторах есть неустранимая неравномерность передачи яркости (полосы в градиентах), связанная с использованием блоков линейных ртутных ламп;
  • фактическая скорость смены изображения также остаётся заметно ниже, чем у ЭЛТ и плазменных дисплеев. Технология overdrive решает проблему скорости лишь частично;
  • зависимость контраста от угла обзора до сих пор остаётся существенным минусом технологии. В ЭЛТ-дисплеях эта проблема полностью отсутствует;
  • массово производимые ЖК-мониторы плохо защищены от механических повреждений. Особенно чувствительна матрица, не защищённая стеклом. При сильном нажатии возможна необратимая деградация;
  • существует проблема дефектных пикселей. Предельно допустимое количество дефектных пикселей, в зависимости от размеров экрана, определяется в международном стандарте ISO 13406-2 (в России — ГОСТ Р 52324-2005). Стандарт определяет 4 класса качества ЖК-мониторов. Самый высокий класс — 1, вообще не допускает наличия дефектных пикселей. Самый низкий — 4, допускает наличие до 262 дефектных пикселей на 1 миллион работающих. Мониторы с ЭЛТ этой проблеме не подвержены;
  • пиксели ЖК-мониторов деградируют, хотя скорость деградации наименьшая из всех технологий отображения, за исключением лазерных дисплеев, вообще не подверженных ей.
  • не очень большой диапазон рабочих температур: происходит ухудшение динамических характеристик (и далее неработоспособность) при даже небольших отрицательных температурах окружающей среды.
  • матрицы довольно хрупкие, а их замена весьма дорогостоящая

Перспективной технологией, которая может заменить ЖК-мониторы, часто считают OLED-дисплеи (матрица с органическими светодиодами), однако она встретила много сложностей в массовом производстве, особенно для матриц с большой диагональю.

Технологии

Основные технологии при изготовлении ЖК-дисплеев: TN+film, IPS (SFT, PLS) и MVA. Различаются эти технологии геометрией поверхностей, полимера, управляющей пластины и фронтального электрода. Большое значение имеют чистота и тип полимера со свойствами жидких кристаллов, применённого в конкретных разработках.

Время отклика ЖК-мониторов, сконструированных по технологии SXRD (англ. Silicon X-tal Reflective Display — кремниевая отражающая жидкокристаллическая матрица), уменьшено до 5 мс.

Компании Sony, Sharp и Philips совместно разработали технологию PALC (англ. plasma addressed liquid crystal — плазменное управление жидкими кристаллами), которая соединила в себе преимущества ЖК- (яркость и насыщенность цветов, контрастность) и плазменных панелей (большие углы обзора по горизонтали и вертикали, высокая скорость обновления). В качестве регулятора яркости в этих дисплеях используются газоразрядные плазменные ячейки, а для цветовой фильтрации применяется ЖК-матрица. Технология PALC позволяет адресовать каждый пиксель дисплея по отдельности, а это означает наилучшую управляемость и качество изображения.[источник не указан 5433 дня]

TN+film

Макрофотография матрицы TN+film монитора NEC LCD1770NX. На белом фоне — стандартный курсор Windows

TN + film (Twisted Nematic + film) — самая простая технология. Слово «film» в названии технологии означает «дополнительный слой», применяемый для увеличения угла обзора (ориентировочно — от 90 до 150°). В настоящее время приставку «film» часто опускают, называя такие матрицы просто TN. Способа улучшения контрастности и углов обзора для панелей TN пока не нашли, причём время отклика у данного типа матриц является на настоящий момент одним из лучших, а вот уровень контрастности — нет.

Матрица TN + film работает следующим образом: если к субпикселям 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 поскольку направление поляризации фильтра на второй пластине составляет как раз угол в 90° с направлением поляризации фильтра на первой пластине, свет проходит через него. Если красные, зеленые и синие субпиксели полностью освещены, на экране образуется белая точка.

К достоинствам технологии можно отнести самое малое время отклика среди современных матриц[когда?], а также невысокую себестоимость. Недостатки: худшая цветопередача, наименьшие углы обзора.

IPS (SFT)

S-IPS матрица монитора NEC 20WGX2PRO

Технология IPS (англ. in-plane switching), или SFT (super fine TFT), была разработана компаниями Hitachi и NEC в 1996 году.

Эти компании пользуются разными названиями этой технологии — NEC использует «SFT», а Hitachi — «IPS».

Технология предназначалась для избавления от недостатков TN + film. Хотя с помощью IPS и удалось добиться увеличения угла обзора до 178°, а также высокой контрастности и цветопередачи, время отклика осталось на низком уровне.

По состоянию на 2008 год, матрицы, изготовленные по технологии IPS (SFT), — единственные из ЖК-мониторов, всегда передающие полную глубину цвета RGB — 24 бита, по 8 бит на канал[4]. По состоянию на 2012 год выпущено уже много мониторов на IPS-матрицах (e-IPS производства LG.Displays), имеющих 6 бит на канал. Старые TN-матрицы имеют 6 бит на канал, как и часть MVA.

Если к матрице IPS не приложено напряжение, молекулы жидких кристаллов не поворачиваются. Второй фильтр всегда повернут перпендикулярно первому, и свет через него не проходит. Поэтому отображение чёрного цвета близко к идеалу. При выходе из строя транзистора «битый» пиксель для панели IPS будет не белым, как для матрицы TN, а чёрным.

При приложении напряжения молекулы жидких кристаллов поворачиваются перпендикулярно своему начальному положению и пропускают свет.

Улучшенной разновидностью IPS является Н-IPS, которая наследует все преимущества технологии IPS с одновременным уменьшением времени отклика и увеличением контрастности. Цветность лучших Н-IPS-панелей не уступает обычным мониторам ЭЛТ. Н-IPS и более дешёвая e-IPS активно используется в панелях размером от 20". LG Display, Dell, NEC, Samsung, Chimei остаются единственными производителями панелей по данной технологии[5].

AS-IPS (Advanced Super IPS — расширенная супер-IPS) — также была разработана корпорацией Hitachi в 2002 году. В основном улучшения касались уровня контрастности обычных панелей S-IPS, приблизив его к контрастности S-PVA панелей. AS-IPS также используется в качестве названия для мониторов корпорации NEC (например, NEC LCD20WGX2), созданных по технологии S-IPS, разработанной консорциумом LG Display.

H-IPS A-TW (Horizontal IPS with Advanced True White Polarizer) — разработана LG Display для корпорации NEC[6]. Представляет собой H-IPS панель с цветовым фильтром TW (True White — «настоящий белый») для придания белому цвету большей реалистичности и увеличения углов обзора без искажения изображения (исключается эффект свечения ЖК-панелей под углом — так называемый «глоу-эффект»). Этот тип панелей используется при создании профессиональных мониторов высокого качества[7].

AFFS (Advanced Fringe Field Switching, неофициальное название — S-IPS Pro) — дальнейшее улучшение IPS, разработана компанией BOE Hydis в 2003 году. Увеличенная напряжённость электрического поля позволила добиться ещё больших углов обзора и яркости, а также уменьшить межпиксельное расстояние. Дисплеи на основе AFFS в основном применяются в планшетных ПК, на матрицах производства Hitachi Displays.

Развитие технологии «super fine TFT» от NEC[8]
Название Краткое обозначение Год Преимущество Примечания
Super fine TFT SFT 1996 Широкие углы обзора, 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
Цветопередача
Высокая контрастность
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[9]
Название Краткое обозначение Год Преимущество Прозрачность/
Контрастность
Примечания
Super TFT IPS 1996 Широкие углы обзора 100/100
Базовый уровень
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 100/137 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 130/250 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 137/313 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 передаёт технологию Panasonic
Развитие технологии IPS фирмой LG
Название Краткое обозначение Год Примечания
Super-IPS S-IPS 2001 LG Display остаётся 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 дешёвые 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[10].

VA/MVA/PVA

Технология VA (сокр. от vertical alignment — вертикальное выравнивание) была представлена в 1996 году компанией Fujitsu. Жидкие кристаллы матрицы VA при выключенном напряжении выровнены перпендикулярно по отношению ко второму фильтру, то есть не пропускают свет. При приложении напряжения кристаллы поворачиваются на 90°, и на экране появляется светлая точка. Как и в IPS-матрицах, пиксели при отсутствии напряжения не пропускают свет, поэтому при выходе из строя видны как чёрные точки.

Наследницей технологии VA стала технология MVA (multi-domain vertical alignment), разработанная компанией Fujitsu как компромисс между TN- и IPS-технологиями. Горизонтальные и вертикальные углы обзора для матриц MVA составляют 160° (на современных моделях мониторов до 176—178°), при этом, благодаря использованию технологий ускорения (RTC), эти матрицы не сильно отстают от TN+Film по времени отклика. Они значительно превышают характеристики последних по глубине цветов и точности их воспроизведения.

Достоинствами технологии MVA являются глубокий чёрный цвет (при перпендикулярном взгляде) и отсутствие как винтовой структуры кристаллов, так и двойного магнитного поля.
Недостатки MVA в сравнении с S-IPS: пропадание деталей в тенях при перпендикулярном взгляде, зависимость цветового баланса изображения от угла зрения.

Аналогами MVA являются технологии:

  • PVA (patterned vertical alignment) от Samsung;
  • Super PVA от Sony-Samsung (S-LCD);
  • Super MVA от CMO;
  • ASV (advanced super view), также называется ASVA (axially symmetric vertical alignment) от Sharp.

Матрицы MVA/PVA считаются компромиссом между TN и IPS, как по стоимости, так и по потребительским свойствам.

PLS

PLS-матрица (plane-to-line switching) была разработана компанией Samsung как альтернатива IPS и впервые продемонстрирована в декабре 2010 года. Предполагается, что эта матрица будет на 15 % дешевле, чем IPS[11].

Достоинства:

Недостатки:

  • время отклика (5—10 мс) сравнимо с S-IPS, лучше чем у *VA, но хуже чем у TN.

PLS и IPS

Компания Samsung не давала описания технологии PLS[12]. Сделанные независимыми наблюдателями сравнительные исследования матриц IPS и PLS под микроскопом не выявили отличий[13][14]. То, что PLS является разновидностью IPS, косвенно признала сама корпорация Samsung своим иском против корпорации LG: в иске утверждалось, что используемая LG технология AH-IPS является модификацией технологии PLS[15].

Подсветка

Сами по себе жидкие кристаллы не светятся. Чтобы изображение на жидкокристаллическом дисплее было видимым, нужен источник света. Источник может быть внешним (например, Солнце) либо встроенным (подсветка). Обычно лампы встроенной подсветки располагаются позади слоя жидких кристаллов и просвечивают его насквозь (хотя встречается и боковая подсветка, например, в часах).

Внешнее освещение

Монохромные дисплеи наручных часов и мобильных телефонов большую часть времени используют внешнее освещение (от Солнца, ламп комнатного освещения и так далее). Обычно позади слоя пикселей из жидких кристаллов находится зеркальный или матовый отражающий слой. Для использования в темноте такие дисплеи снабжаются боковой подсветкой. Существуют также трансфлективные дисплеи, в которых отражающий (зеркальный) слой является полупрозрачным, а лампы подсветки располагаются позади него.

Подсветка лампами накаливания

В прошлом в некоторых наручных часах с монохромным ЖК-дисплеем использовалась сверхминиатюрная лампа накаливания. Но из-за высокого энергопотребления лампы накаливания являются невыгодными. Кроме того, они не подходят для использования, например, в телевизорах, так как выделяют много тепла (перегрев вреден для жидких кристаллов) и часто перегорают.

Электролюминесцентная панель

Монохромные ЖК-дисплеи некоторых часов и приборных индикаторов используют для подсветки электролюминесцентную панель. Эта панель представляет собой тонкий слой кристаллофосфора (например, сульфида цинка), в котором происходит электролюминесценция — свечение под действием тока. Обычно светится зеленовато-голубым или жёлто-оранжевым светом.

Подсветка газоразрядными («плазменными») лампами

В течение первого десятилетия XXI века подавляющее большинство LCD-дисплеев имело подсветку из одной или нескольких газоразрядных ламп (чаще всего с холодным катодом — CCFL, хотя недавно стали использоваться и EEFL). В этих лампах источником света является плазма, возникающая при электрическом разряде через газ. Такие дисплеи не следует путать с плазменными дисплеями, в которых каждый пиксель светится сам и является миниатюрной газоразрядной лампой.

Светодиодная (LED) подсветка

В начале 2010-х получили распространение ЖК-дисплеи, имеющие подсветку из одного или небольшого числа светодиодов (LED). Такие ЖК-дисплеи (в торговле нередко называемые LED TV или LED-дисплеями) не следует путать с настоящими LED-дисплеями, в которых каждый пиксель светится сам и является миниатюрным светодиодом.

См. также

Примечания

  1. Field-Sequential (FS) Color LCDs. A Technology Brought To You Exclusively By Orient Display Corporation. Orient Display. Дата обращения: 21 марта 2019.
  2. На смену LCD и OLED дисплеям идут более эффективные и экономичные дисплеи TMOS. DailyTechInfo (27 октября 2009). Дата обращения: 21 марта 2019.
  3. Энергопотребление мониторов: тесты Tom’s. Hardware (31 июля 2010). Дата обращения: 21 марта 2019.
  4. Мотов А. Монитор LG FLATRON W2600hp. КомпьютерПресс (2008). Дата обращения: 21 марта 2019.
  5. Chimei начала поставку IPS-матриц для iPad вслед за Samsung и LG. ixbt.com (11 июня 2011). Дата обращения: 20 марта 2019. Архивная копия от 13 мая 2018 на Wayback Machine
  6. Список используемых панелей LG.Display H-IPS в моделях мониторов. Дата обращения: 21 марта 2019.
  7. Panel Technologies TN Film, MVA, PVA and IPS Explained Архивная копия от 17 июля 2011 на Wayback Machine
  8. Super Fine TFT technology
  9. IPS-Pro (Evolving IPS technology) Архивировано 29 марта 2010 года.
  10. LG Announces Super High Resolution AH-IPS Displays Архивная копия от 6 июня 2013 на Wayback Machine
  11. Samsung SA850: первый монитор на матрице PLS
  12. Samsung S27A850: PLS-матрица как условие победы | Мониторы и проекторы. 3DNews — Daily Digital Digest (18 апреля 2012). Дата обращения: 21 марта 2019.
  13. Samsung Galaxy Tab 2 10.1 vs Toshiba AT300 review: old versus new - PLS versus IPS | Hardware.Info United Kingdom. Дата обращения: 28 января 2013. Архивировано 1 февраля 2013 года.
  14. Samsung SA850: первый монитор на матрице PLS | Мониторы | Статьи Hardware | Статьи, обзоры | Новости и статьи | Ф-Центр. Дата обращения: 28 января 2013. Архивировано 1 февраля 2013 года.
  15. Samsung Display sues LG over LCD patents, again | ZDNet. Дата обращения: 28 января 2013. Архивировано 1 февраля 2013 года.

Литература

  • Мирошниченко С. П., Серба П. В. Методическое пособие по курсу «Персональная электроника» Жидкокристаллические мониторы. — Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2005. — 24 с.
  • Мухин И. А. Развитие жидкокристаллических мониторов // BROADCASTING Телевидение и радиовещание : журнал. — март 2005, июнь—июль 2005. — № 2 (46), 4 (48). — С. 55—56 (№ 2), 71—73 (№ 4).
  • Мухин И. А. Как выбрать ЖК-монитор? // Компьютер-бизнес-маркет : журнал. — январь 2005. — № 4 (292). — С. 284—291.
  • Мухин И. А. Современные плоскопанельные отображающие устройства // BROADCASTING Телевидение и радиовещание : журнал. — январь—февраль 2004. — № 1 (37). — С. 43—47.
  • Мухин И. А., Украинский О. В. Способы улучшения качества телевизионного изображения, воспроизводимого жидкокристаллическими панелями. — Материалы доклада на научно-технической конференции «Современное телевидение». — Москва: Изд-во ТРТУ, 2006.

Ссылки