Рідкокристалічні дисплеї: типи, будова, характеристики

Опубликованно 05.04.2018 05:28

Більшість людей знайомі з тим, що рідкокристалічні LCD-дисплеї володіють різними дозволами і розмірами, можуть мати матову або глянсову поверхню і такі функціональні можливості, як частота оновлення 120 Гц і підтримка 3D. Діапазон моніторів і варіації в специфікаціях можуть бути досить складними і, більш того, не завжди варто довіряти цифрам. Одним з принципово важливих аспектів рідкокристалічних дисплеїв, які визначають їх роботу і те, які завдання вони будуть краще всього виконувати, є тип панелі. Хоча існує безліч їх різновидів, всі сучасні екрани зазвичай потрапляють в одну з трьох категорій, кожна з яких відрізняється від іншого своїми характеристиками. Принцип роботи рідкокристалічного дисплея

Екран складається з двох шарів поляризованого матеріалу з РК-прошарком між ними. Коли в рідкокристалічному дисплеї харчування надходить в цей шар, електричний струм змушує кристали вирівнюватися так, щоб світ міг (чи не міг проходити крізь них. Подолавши фронтальну поляризовану панель, світло зустрічає на своєму шляху фільтр, який пропускає тільки його червону, зелену або синю складову. Кластер з цих трьох кольорів утворює на екрані піксель. Завдяки вибірковому висвітленню можна створювати широкий діапазон відтінків.

Пристрій рідкокристалічних і плазмових дисплеїв кардинально розрізняється. В останньому випадку замість підсвічування і набору фільтрів зображення створюється іонізованим газом (плазмою), який спалахує при проходженні через нього електричного струму.

TN-дисплеї

Протягом декількох років моніторів з TN-панелями були найпоширенішими на ринку. Виробники завжди намагаються у своїх специфікаціях повідомити про використання «альтернативного» типу рідкокристалічного дисплея. Якщо він не вказаний, то це, швидше за все, TN. До загальних характеристик цієї технології відноситься відносно низька вартість виробництва і відносно високий рівень чуйності. Пікселі швидко змінюють свій стан, що дозволяє забезпечити більшу плавність рухомих зображень. Деякі дисплеї Twisted Nematic («скрученої нематики») мають подвійну частоту оновлення 120 Гц замість 60 Гц), що дозволяє їм використовувати технології «активного 3D-затвора» і відображати в 2 рази більше інформації, забезпечуючи більш плавний ігровий процес. В останніх моделях частота регенерації зображення підвищилася до 144 Гц, але вона розрахована виключно на 2D, а не на 3D.Проблеми TN-панелей

Незважаючи на те що з роками ситуація покращилася, якість картинки часто вважається відносною слабкістю технології TN. Хороший монітор даного типу здатний забезпечити чітке і яскраве зображення з респектабельним контрастом, як правило, рівним 1000: 1 при відключеному режимі «динамічного контрасту».

Основним недоліком технології рідкокристалічних дисплеїв даного типу є відносно обмежені кути огляду. Найбільш часто зустрічаються такі значення: 170° по горизонталі і 160° по вертикалі, що лише трохи нижче, ніж у інших панельних технологій. Дійсно, спостерігається помітна зміна кольору і навіть «інверсія» при погляді на екран збоку, зверху або знизу.

Оскільки ці панелі, як правило, порівняно великі (до 28"), відносно обмежені кути огляду фактично впливають на продуктивність, навіть якщо сидіти строго прямо перед дисплеєм. При цьому кути перегляду від центру екрану до периферійних ділянок будуть збільшуватися. Можна помітити, що один і той же відтінок представлений трохи по-різному в залежності від його положення на панелі – він помітно темніше вгорі і знизу світліше. З-за цього страждають точність і насиченість кольору, що робить дисплеї даного типу поганим вибором для виконання робіт, що вимагають високої точності кольору, таких як дизайн і фотографія. Прикладом може служити монітор ASUS PG278Q, який є досить типовою в тому, що можна побачити на екрані з звичайної позиції за столом.Панелі VA

Коли рідкокристалічний дисплей намагається відобразити чорний колір, світлофільтри затінюються так, щоб від задньої підсвічування надходило якомога менше світла. Більшість РК-моніторів при цьому працюють досить добре, але фільтр не ідеальний, тому глибина чорного може виявитися не настільки глибокою, наскільки це необхідно. Безумовно, сильною стороною панелей VA є їх ефективність при блокуванні світла заднього підсвічування, коли вона не потрібна. Це дає більш глибокі відтінки чорного і більш високі коефіцієнти контрастності, від 2000: 1 до 5000: 1 при відключеному режимі «динамічного контрасту». Це в кілька разів вище, ніж у інших рідкокристалічних технологій. VA-панелі також менш схильні до витоків світла або «помутніння» по краях, тому вони відмінно підходять для любителів кіно, і ними приємно користуватися при виконанні робіт загального призначення.

Якість зображення

Іншим ключовим перевагою рідкокристалічних дисплеїв VA-типу є поліпшені кути огляду і перенесення кольорів в порівнянні з TN. Зрушення кольору по екрану менш виражений, в той час як відтінки можуть бути отримані з більшою точністю. В цьому відношенні вони є найкращими кандидатами для виконання робіт, критичних до якості кольору, але вони не так сильні в цій області, як технології IPS або PLS. При порівнянні відтінку в центрі екрану з тим же тоном з краю або внизу при нормальному куті огляду зазвичай спостерігається ослаблення насичення. Крім того, помітно зміщення гами, яка найбільше проявляється в сірих тонах, але також може мати місце і для інших квітів. При цьому відтінок здається світліше або темніше навіть при невеликому русі голови. Недоліки VA-дисплеїв

Традиційно зміщення гами не є основним недоліком VA-панелей, оскільки вони, як правило, досить доступні і пропонуються в хорошому асортименті такими компаніями, як Philips, BenQ, Iiyama і Samsung. Цей недолік пристрою рідкокристалічного дисплея даного типу полягає у відносно невисоку швидкість реакції. Пікселі переходять з одного стану в інший відносно повільно, що призводить до більш вираженого розмиття під час швидкого руху. У деяких серйозних випадках речі можуть здаватися настільки змащеними, що залишають дымоподобный слід (як, наприклад, BenQ EW2430).

Різновиди VA-технології

До сучасних типів панелей VA, використовуваним на ПК-моніторах, відносяться матрицю MVA (з многодоменным вертикальним вирівнюванням), AMVA (поліпшеним MVA) або AMVA+ (AMVA зі злегка розширеними кутами огляду). У моделях панелей AMVA (+) зазвичай використовується ефективний піксельний овердрайв, тому вони не страждають від великих «дымоподобных» слідів. Вони знаходяться на одному рівні з сучасними моделями IPS по швидкості деяких піксельних переходів. Інші переходи, як правило, від світлих до темних квітів, як і раніше, відносно повільні. Прикладом може служити Samsung S34E790C, який, коли мова йде про чуйності, як правило, працює краще, ніж його IPS-аналог Dell U3415W.

Виробник РК-дисплеїв AU Optronics (AUO) створив 35-дюймову панель UltraWide VA з частотою оновлення 144 Гц. Вона використовується в таких пристроях, як BenQ XR3501 і Acer Z35. Незважаючи на таке високе значення швидкості регенерації зображення, деякі піксельні переходи все ще залишаються помітно млявими. І AUO, і Samsung виробляють та інші VA-панелі з частотою оновлення рідкокристалічного дисплея, що перевищує 100 Гц. У Sharp є кілька спеціалізованих MVA-матриць, які використовуються на декількох моделях (включаючи FG2421), які підтримують 120 Гц. Однак подвоєння частоти регенерації буде супроводжуватися поліпшенням якості зображення, якщо пікселі забезпечують таку можливість. Щоб допомогти подолати ці обмеження, монітори, в яких встановлена матриця Sharp, використовують підсвічування строба в поєднанні з удвічі більшою швидкістю зміни кадрів, звану Turbo240, яка в значній мірі приховує поведінка пікселя під час переходу і зменшує притягує увагу розмивання руху.

Панелі IPS, PLS і AHVA

Коли справа доходить до кінцевого результату, ці технології по суті дуже схожі. Їх основна відмінність полягає в тому, що IPS розроблялася головним чином компанією LG Display, PLS – Samsung і AHVA – AUO. Іноді їх просто називають панелями IPS-типу. Реальним маркетинговим перевагою є їх чудова точність передачі кольору, стабільність і широкі кути огляду по порівнянні з іншими рідкокристалічними технологіями. Кожен відтінок відображається точно незалежно від його положення на екрані.

IPS-дисплеї відрізняються від TN і VA тим, що молекули кристалів у них рухаються паралельно, а не перпендикулярно до панелі. Це скорочує кількість світла, що просочується крізь матрицю, забезпечуючи кращі характеристики монітора.Розширені можливості IPS-технології

Деякі з більш дорогих моделей IPS і PLS йдуть ще далі, пропонуючи підтримку розширених кольорових гам, тим самим збільшуючи потенційний діапазон відтворюваних відтінків і глибину кольору, підвищуючи точність зображення. Це робить панелі IPS і PLS хорошими кандидатами для виконання критичних до якості графіки завдань. Крім того, великі IPS-монітори відрізняються більшою роздільною здатністю, ніж більшість їх TN - VA-аналогів, незважаючи на те, що сьогодні доступний широкий діапазон дозволів для всіх типів панелей. Вибір кількості пікселів, постійно знижується ціна і відмінна передача кольору дійсно розширюють привабливість дисплеїв даного типу далеко за межами графічних додатків, включаючи ігри і просто роботу на робочому столі.

Чуйність

Такі виробники, як Dell, LG, AOC і ASUS, пропонують хороший діапазон доступних IPS-моніторів. Це означає, що фотографи, дизайнери або звичайні користувачі з обмеженим бюджетом можуть скористатися цією технологією. Багато сучасні монітори IPS і PLS також набагато більш чутливі, ніж їх VA-аналоги і навіть конкурують з TN-екранами, хоча зазвичай це найбільший недолік IPS-панелей. З-за цих вражаючих поліпшень деякі сучасні моделі знаходять попит серед геймерів, які можуть насолоджуватися більш барвистими квітами, не зіпсованими ефектом непривабливих трейлингов.Частота оновлення IPS-панелей

У деяких сучасних моделей даного типу час реакції пікселя фактично досягло рівня, при якому рухи розмиваються не більше, ніж на будь-якому моніторі з частотою оновлення 60 Гц. Чуйність дисплея для 120 Гц не зовсім оптимальна, хоча оптимальна продуктивність ніяк не пов'язана зі швидкістю регенерації зображення. Тим не менш, виробники добилися в цій області достатнього прогресу, що дозволило компаніям AUO і LG випустити панелі IPS-типу з частотами оновлення 144 Гц.

Контрастність IPS-дисплеїв

Інший традиційно слабкою стороною даного типу панелей є контрастність. Тут теж помітні суттєві зрушення, і дисплеї IPS-типу за цим показником зрівнялися зі своїми конкурентами, зробленими за TN-технології. Коефіцієнт контрастності у них досягає значення 1000: 1 (без динамічного контрасту). Проте деякі користувачі помічають одну неприємну проблему влаштування рідкокристалічних дисплеїв даного типу – блиск або «світіння» темного контенту, викликаного поведінкою світла в цих панелях. Це зазвичай стає найбільш очевидним при перегляді під великим кутом (наприклад, в Samsung S27A850D). Також світіння, як правило, присутня в кутах моделей з діагоналлю більше 21,5", якщо сидіти прямо перед екраном на невеликій відстані.

Таким чином, IPS-монітори є кращими кольоровими рідкокристалічними дисплеями, радують яскравими відтінками, але завжди варто дивитися не лише на цифри.Висновок

В сучасних ЖК-моніторах використовуються 3 основні категорії панелей: TN, VA та IPS. В даний час технологія TN є найбільш популярною, пропонуючи гідне якість зображення та високу чуйність за прийнятною ціною. VA приносить в жертву чуйність і, як правило, являє собою самий повільний тип панелі, але забезпечує відмінний контраст і поліпшену передачу кольору в порівнянні з TN-технологіями. IPS, PLS і AHVA лідирують за якістю зображення, пропонуючи найбільш послідовні і точні кольори, одночасно забезпечуючи відмінні кути огляду, респектабельну чуйність і розумний контраст. Користувач може зважити переваги і недоліки моніторів, порівнюючи їх, і розуміння загальних характеристик рідкокристалічних дисплеїв є відмінною відправною точкою.

Категория: Технологии