Статьи

TN или IPS: какой тип матрицы лучше?

TN или IPS: какой тип матрицы лучше?

Какой тип LCD-матриц лучше: TN или IPS? Разберемся с плюсами и минусами каждой панели и выясним, для каких устройств и задач они подходят лучше всего.

В общем случае основные типы матриц, которые используются сегодня, можно разделить на две категории: основанные на жидких кристаллах (LCD) или построенные на базе активных светодиодов (LED).

Обе технологии объединяют множество матриц. К ЖК-панелям можно отнести три основных вида дисплеев: TN, IPS и VA. Разумеется, каждый из них постоянно развивается, поэтому имеет разные ответвления (например, SVA/AHVA, P-IPS/AH-IPS и пр.).

В телевизорах, к примеру, чаще всего встречаются VA-дисплеи. В мониторах, предназначенных для графического дизайна и прочих задач – IPS. В свою очередь, геймерские мониторы нередко оснащаются TN-панелями. Интересно, на чём основан такой выбор? Тогда посмотрим, чем матрицы отличаются друг от друга и почему так происходит.

TN-матрица

Принцип работы

TN (Twisted Nematic — с англ. «скрученный нематик») – одна из технологий изготовления ЖК-матриц. Структурно она состоит из следующих основных элементов:

  • подсветки;
  • двух поляризационных фильтров (вертикальный и горизонтальный);
  • электродов;
  • жидких кристаллов (нематиков);
  • цветофильтра.

Теперь по порядку о каждом из них и механизме работы в общем.

Главный элемент в TN-матрице (и остальных типах LCD) – жидкие кристаллы. Они расположены в своеобразном «бутерброде» между двумя поляризационными фильтрами. На границах этого «бутерброда» с одной стороны находится подсветка, излучающая свет, с другой – цветофильтр, превращающий свечение в красный, зелёный, синий или любой другой цвет.

TN или IPS: какой тип матрицы лучше?

Иногда цветофильтр может располагаться и внутри поляризаторов, как на картинке выше, но на общий механизм работы это никак не влияет.

Когда мы включаем дисплей, загорается подсветка. От нее свет идёт к первому поляризационному фильтру, через который он проходит дальше. Но эти фильтры, как мы помним расположены перпендикулярно друг другу. Следовательно, если через первый вертикальный фильтр свет проходит, то через второй горизонтальный – уже нет.

Как же тогда сделать так, чтобы свет прошел дальше? Вспоминаем, что в середине «бутерброда» у нас есть подвижные жидкие кристаллы. При попадании на них света они изменяют свое положение, пропуская его через следующий фильтр.

TN или IPS: какой тип матрицы лучше?

Структура пикселей в TN

В TN-матрицах жидкие кристаллы в нормальном состоянии (при отсутствии напряжения) как бы закручены, откуда панель и получила название Twisted Nematic. Благодаря такой структуре свет легко проходит через первый фильтр. Далее он преломляется в области жидких кристаллов таким образом, что его плоскость поляризации поворачивается перпендикулярно начальному положению и он проходит уже и через второй фильтр.

При прохождении второго поляризатора свет попадает на цветофильтр. Он нужен для того, чтобы пиксель окрашивался в определенный цвет, а их совокупность уже формировала картинку. Изображение на экране состоит из пикселей, а те, в свою очередь, делятся на 3 субпикселя со своим собственным цветофильтром. У одного он красный, у второго – зеленый, а у третьего – синий.

TN или IPS: какой тип матрицы лучше?

Вроде бы ясно, но как мы получаем, например, жёлтый? Здесь все просто. При подаче определенного напряжения на электроды, они как бы поворачивают жидкие кристаллы в нужном направлении. Благодаря этому можно легко регулировать количество света, которое пройдет к цветофильтру нужного субпикселя: красного, зеленого или синего. Проще говоря, мы просто занимаемся смешением конкретных цветов по RGB-схеме.

Регулируя напряжение мы изменяем позицию жидких кристаллов, часть из которых, например, блокирует свет в синем субпикселе, поэтому в нем он уже не достигнет цветофильтра. Следовательно, красный и зеленый смешаются в нужной нам пропорции, образуя жёлтый цвет или похожий оттенок.

TN или IPS: какой тип матрицы лучше?

Структура жидких кристаллов («LC Molecule») в LCD-матрицах

Подобные фильтры и жидкие кристаллы есть в каждом пикселе и LCD-матрицах в целом. И, говоря упрощенно, все технологии такого типа матриц отличаются разве что расположением нематиков. От этого и разные свойства у IPS, TN, VA и других жидкокристаллических дисплеев.

Плюсы и минусы

TN или IPS: какой тип матрицы лучше?

Самая тяжёлая и нудная, но важная часть статьи о TN-дисплеях позади. Теперь перейдем ближе к делу и рассмотрим конкретные преимущества и недостатки таких матриц.

Плюсы:

  • Минимальное время отклика (1 мс и меньше).
  • Недорогие.

Минусы:

  • Плохие углы обзора.
  • Малая глубина цвета. TN-панели способны передавать лишь до 6 бит информации на канал (или 8 бит при помощи FRC) – менее 263 тыс. цветов (с FRC до 16,7 млн.).
  • Низкая контрастность.

IPS-матрица

Принцип работы

Об IPS-матрицах мы подробно говорили в сравнении IPS и VA. Да и обе технологии максимально похожи, поэтому главные принципы работы матриц IPS не отличаются тех, что мы разобрали выше в TN.

Основное, что нужно знать об IPS – наличие в таких матрицах более «гибких» жидких кристаллов. Это значит, что, в отличие от TN, мы можем задавать больше положений нематиков, играясь с напряжением и углом поворота кристаллов. Следовательно, у нас появляется больше вариантов «раскрашивания» пикселей. Проще говоря, глубина цвета выше, а значит оттенков мы видим больше, поэтому цветопередача в теории может быть в разы лучше. Отсюда и полное название технологии – In-Plane-Switching («планарное переключение»).

TN или IPS: какой тип матрицы лучше?

Структура пикселей в IPS

Но из-за несколько иной структуры у IPS появляется и ощутимый недостаток – глубина черного. Между субпикселями IPS-матрицами довольно большое пространство, поэтому при отрисовке черного цвета свет хоть и блокируется, но часть его проникает между этими субпикселями.

Плюсы и минусы

TN или IPS: какой тип матрицы лучше?

Переходим к самому интересному – особенностям IPS-матриц.

Плюсы:

  • Большая цветовая гамма (до 10 бит на 1 канал без учета FRC = более миллиарда цветов).
  • Широкие углы обзора (обычно до 178 градусов по вертикали/горизонтали).
  • Неплохая контрастность (лучше TN, но далеко не эталон).
  • Отличная цветопередача.

Минусы:

  • Неглубокий черный цвет, похожий скорее на темную синюю дымку.
  • Есть засветы.

Что выбрать в итоге?

TN или IPS: какой тип матрицы лучше?

Ответить на этот вопрос очень просто, если ознакомиться с достоинствами и недостатками каждого типа матриц. Все зависит от того, какое устройство вы рассматриваете к покупке и для каких целей, ведь обе технологии по-своему хороши.

Вспомним, что сильная сторона TN-панелей – минимальное время отклика в 1 мс (миллисекунд). Это очень важно для киберспортсменов, поэтому если вы часто играете в FPS-шутеры и хотите иметь преимущество над соперником, к таким мониторам есть смысл присмотреться. Для сравнения, в IPS-матрицах задержка составляет около 20-30 мс (хотя, в самых дорогих удается добиться и 4-6 мс).

С другой стороны, TN-матрица просто не сравнится с IPS-панелью в плане глубины цвета и качества картинки при просмотре на нее под разным углом. Такие экраны лучше всего проявляют свои свойства в телевизорах, смартфонах и мониторах в тех случаях, когда важна цветопередача.

Доводилось ли вам когда-либо пользоваться устройствами с такими типами дисплеев? Делитесь мнением в комментариях!

Комментировать