Перед покупкой телевизора, монитора или ноутбука особенно затрудняет выбор матрицы экрана. И это не удивительно, – рынок наполнен различными технологиями, и разобраться в их нюансах «у прилавка» невозможно. Сегодня мы сравним преимущества и недостатки двух наиболее востребованных ЖК-матриц: TFT-TN и IPS.
Краткий экскурс в историю TFT-TN и IPS
Обе технологии являются развитием TFT (ThinFilmTransistor). Для удобства чтения и маркетингового разделения товаров от TFT-IPS осталась лишь вторая часть. При этом «старичок» из конца 80-х годов получил обновленную аббревиатуру с приставкой TN.
Принципы технологии TFT-TN
TFT-TN – жидкокристаллическая матрица экрана в виде массива тонкопленочных транзисторов. В пикселе (точке света на экране) имеется три субпикселя красного, синего и зеленого цвета. В каждом из них и присутствуют эти транзисторы (жидкие кристаллы), покрытые светофильтром вышеуказанных цветов. Источником света матрицы является светодиодная подсветка по всей площади экрана (DirectLED) или только по его периметру (EdgeLED).
Как работает TFT-TN
Принцип работы заключается в поляризации излучаемого подсветкой света, проходящего сквозь поворачиваемые кристаллы (поляризаторы). Вертикальные и горизонтальные фильтры играют роль шторок, блокируя или пропуская свет сквозь субпиксель. Так, вместо горящих трех, получаем один или два субпикселя, добиваясь нужного смешения цветов.
В TN (TwistedNematic) матрице поляризационные фильтры поворачиваются по спирали, и имеют положения включения/выключения. При подаче напряжения фильтры взаимно вращаются под углом 90°, блокируя свет, и наоборот, – при отсутствии питания его пропускают. Свет окрашивает цветные пластинки RGB для формирования изображения. Черный цвет получается за счет полного перекрытия кристаллами субпикселей на определенном участке экрана.
Особенности и преимущества TFT-TN
Несмотря на быстрый отклик и невысокое энергопотребление, этот метод управления транзисторами ограничивает цветопередачу, создавая лишь 6-битную или 8-битную картинку. Автоматическое управление диапазоном яркости HDR в таких экранах наименее эффективно, в отличие от конкурента IPS.
Углы обзора телевизора или монитора с экраном TFT-TN ограничены 150° по горизонтали. И это применимо к модифицированным TFT-TN+film (в старых TN угол обзора еще уже). Выше этих значений цветопередача существенно искажается, особенно по вертикали. На ноутбуках и смартфонах с таким экраном это чувствуется в максимальной степени.
Технология TFT-TN существует давно, постоянно модернизируется, поэтому обходится дешевле перспективных аналогов. Сейчас ЖК-матрицами TFT-TN комплектуется бытовая техника, гаджеты, смартфоны low-end ценового сегмента, некоторые модели телевизоров и игровые высокочастотные (144 Гц) мониторы. Ноутбуки, рассчитанные на геймеров, также могут иметь улучшенные TN-панели.
Вкратце, TFT-TN обладает следующими преимуществами:
- быстрая скорость отклика – около 1 мс;
- низкое энергопотребление;
- бюджетная стоимость конечного продукта.
Сегодня на рынке практически нет медиаустройств с матрицей TFT-TN в ее технически отсталом первоначальном виде. Лучше отдать приоритет улучшенной версии TFT-TN+film с расширенными углами обзора и яркостью не менее 300 Кд/м2.
Что представляет собой LED IPS
LED IPS – обновленная версия TFT-матрицы с измененными структурой и принципом работы затворов (кристаллов). Впервые технология была реализована в 1996 году японскими промышленными гигантами NEC и Hitachi. С тех пор в мире выпускается масса модификаций: Н-IPS, AS-IPS, PLS, AFFS, – с улучшенными углами обзора и временем смены кадра, увеличенной контрастностью.
IPS (In-PlaneSwitching) – технология изготовления жидкокристаллических матриц, где поляризационные фильтры субпикселей выстроены в горизонтальный ряд относительно зрителя, и поворачиваются на определенный угол со множеством комбинаций. Меняя напряжение на микротранзисторах, можно получать различную яркость и оттенок отдельных пикселей, что в разы улучшает цветопередачу на 10 бит. Визуально сетка пикселей отличается от TFT-TN, имея вид шевронов с четким разделением горизонтальных рядов.
Как работает IPS
Работа поляризационных фильтров субпикселей
Принцип работы IPS-матриц схож с обычными TFT. Для отображения широкого спектра оттенков кристаллы взаимно поворачиваются на определенный угол. Также можно получать локальное затемнение, что, вместе с технологией динамической подсветки Direct LED, дает хороший уровень контрастности.
При отсутствии напряжения на субпикселе его поляризационный фильтр находится в закрытом положении (не пропускает свет), в отличие от TFT-TN. Это придает черному цвету насыщенности, но, из-за большего расстояния между вертикальными рядами пикселей, свет проходит мимо кристаллов, отчего появляется легкая синева по всей площади матрицы. В некоторых модернизациях (например, IPS-AFFS) этот эффект полностью устранен.
Особенности и преимущества IPS
Данный тип матрицы востребован за его чистую цветопередачу при просмотре под любым углом. На экран IPS можно комфортно смотреть под углом почти 180°, чего вполне достаточно для любого стационарного и мобильного устройства. Цвета не искажаются, а картинка почти не пересвечивается в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
За счет более точного многопозиционного переключения фильтров субпикселей матрица выдает более 1 млрд. оттенков в 10 bit с поддержкой HDR. Экраны этой технологии ценятся графическими дизайнерами, фотографами и кинолюбителями за глубокий черный цвет (лучше TFT-TN, но до OLED все равно не дотягивает).
Главный минус IPS – низкая скорость отклика матрицы на видеосигнал, всего 10-20 мс на простейших устройствах, и 5 мс на профессиональных. Причина заключается в необходимости поворота большего числа поляризаторов на заданный угол. Обычно притормаживание кадра трудно заметить, но в динамических сценах фильма или игры проблема становится явной.
Несмотря на то, что IPS стоит дороже, чем TFT-TN, первый тип матрицы более «живуч». Так, механическое повреждение или выгорание субпикселя приведет к его затемнению, что с большого расстояния можно и не заметить. В классических TFT бракованные пиксели светятся белым, и могут вывести из строя всю строку на экране, что приведет к непригодности устройства.
IPS потребляет больше электроэнергии, в сравнении с TN, из-за сложной системы управления субпикселями. Для мониторов и телевизоров с питанием от сети это не является недостатком, а вот мобильные устройства с аккумулятором несколько ограничиваются в автономности.
Если кратко, то IPS имеет такие преимущества:
- широкоугольный обзор экрана до 178° без искажения цветов;
- матрица отображает до 1 073 741 824 оттенков (10-bit) и эффективно совмещается с технологиями повышения контраста Direct-LED, HDR;
- умеренная глубина черного цвета за счет перекрытия транзисторов без подачи напряжения (кроме бюджетных и старых моделей);
- потеря пикселей менее критична для восприятия картинки.
Что выбрать: TFT-TN или IPS
Если коротко, то IPS лучше, чем TN, практически во всем. В последнее время данный тип матриц подешевел и перешел из категории «профессиональных» в «народный выбор». Низкобюджетный IPS телевизор или монитор 23” стоит от $ 150 долларов, а разница относительно качества TFT-TN будет кардинальной.
Для любителей смотреть кино на большом экране и разработчиков графического контента IPS тоже в приоритете. Матрица почти не дает бликов на солнце, выдает достойный черный цвет. Широкие углы обзора позволят смотреть на экран с разных ракурсов без утомляемости глаз.
Но не стоит списывать со счетов старичка TN. Обновленная технология TFT-TN+film частично устраняет недостаток углов обзора, адаптирована под телевизоры и мониторы нижнего ценового сегмента. Устройство целесообразно брать, например, как второй телевизор для кухни, тем более, по демократичной цене от $ 100.
Второй вариант, когда вам нужен TN – киберспортивные дисциплины. Для онлайн-игр важна реакция игрока на действия в игре. Высокая скорость обновления кадра дает преимущество в динамичных шутерных кампаниях и симуляторах. Современные игровые TN-мониторы 23” с частотой обновления 144 Гц равны по цене IPS-конкурентам.
