pla матрица что это

Какая матрица лучше PLS или IPS

В последнее время в ряде ЖК-дисплеев мониторов и телевизоров используются различные вариации технологии IPS, основанной на коммутации жидких кристаллов в плоскости, параллельной плоскости LED-подсветки.

Сюда относятся PLS (Plane to Line Switching), AD-PLS (Advanced Plane to Line Switching), AHVA (Advanced Hyper-Viewing Angle), AH-IPS (Advanced High Performance IPS) и ряд других. Все они в основе своей имеют принцип функционирования матрицы IPS. Разберём отличия матриц PLS и IPS с тем, чтобы понять, стоит ли обращать внимание при покупке монитора или телевизора 4К на их технологические нюансы.

PLS и IPS отличия

IPS матрица

Технология IPS (переключение в плоскости) был создана для того, чтобы улучшить характеристики TN (скрученных нематических) дисплеев. Как известно, TN дисплеи не могут обеспечить реально чёрный цвет, поскольку даже при приложении максимального напряжения к кристаллам, их невозможно выровнять абсолютно вертикально по отношению к поляризационному фильтру.

Отсюда «протекание» подсветки на экран. Второй недостаток – слабые углы обзора. Характеристики панели IPS обеспечивают заметное улучшение – у них кристально чистые цвета и хорошие углы обзора.

В отношении чёрного цвета ситуация претерпела с появлением IPS очевидные (в десятки раз) изменения, хотя и не улучшилась идеально. Прекрасно пропуская свет подсветки, когда транзисторы субпикселей открыты, жидкие кристаллы в закрытом состоянии всё же имеют утечку света на поверхность дисплея.

Что ж, у каждой медали есть обратная сторона. Напомним, что основным апологетом внедрения технологии IPS в телевизионные матрицы является компания LG.

PLS матрица плюсы и минусы

На исходе 2010 года Samsung Electronics представила свою версию ЖК дисплеев с коммутацией в плоскости. Цель внедрения, как и прежде, состояла в увеличении яркости экрана, увеличении углов обзора, уменьшении времени отклика. Кроме того, разработчик утверждает, что тип матрицы PLS дешевле.

Снимки матриц под микроскопом не выявляют существенных отличий между внешним видом субпикселей в IPS и в PLS матриц.

Но если приглядеться, то можно увидеть, что промежуток между субпикселями чуточку меньше, чем в традиционной IPS-матрице. Именно за счёт этого и может достигаться определённое увеличение яркости дисплеев на основе PLS технологии. Заявляемое 15%-е удешевление мониторов PLS пока не отражается на конечной стоимости продукции.
PLS матрицы имеют такие же высокие значения углов обзора, вплоть до развёрнутых, в обеих плоскостях, как и IPS-матрицы. И стоит всё же подчеркнуть, что чёрный цвет у PLS монитора выглядит несколько более глубоким при угловом обзоре.

IPS или PLS: что лучше

В зависимости от сферы применения IPS или PLS, можно попытаться найти хотя бы какие-то преимущества одной матрицы перед другой.

Для монитора углы обзора не так важны, поскольку пользователь смотрит непосредственно в центр экрана. Тут важнее точность цветопередачи, потому что мониторы используются в том числе и в профессиональной фотографии. И здесь, если верить производителю, более выгодно использовать PLS матрицу, а не IPS. PLS обеспечивает едва ли не 100%-й охват цветового пространства sRGB.

Для телевизоров важны и углы обзора, и яркость, и цветопередача, и время отклика. В современных телевизорах 4K с HDR вряд ли можно 10%-е увеличение яркости PLS по сравнению с IPS считать панацеей для улучшения отображения. По скорости отклика обе матрицы также сравнимы, имея минимальные значения порядка 5 мс. Поэтому сказать, что PLS или IPS лучше для игр (неважно, на телевизоре или мониторе) никак нельзя.

Что касается утомляемости глаз, то здесь важнее параметры подсветки, нежели чем тип дисплея, IPS или PLS. Отсутствие мерцания, наличие синего фильтра, частота обновления и т.п. – вот что скажется в конечном итоге на времени уставания за монитором.

Что купить PLS или IPS

Можно смело предположить, что несмотря на отсутствие описания технологии PLS, она является усовершенствованным продолжением IPS-технологии. В пользу этого говорит и тот факт, что когда LG объявила о выпуске ЖК дисплея на основе AH-IPS матрицы (расшифровку смотрите в начале статьи), юристы Самсунга тут же вчинили компании иск о переработке их технологии. Естественно, это служит косвенным признанием практической идентичности технологий IPS и PLS.

Отметим, что благодаря физической невозможности полной блокировки подсветки у матриц IPS и PLS, контрастность у матриц с выравниванием жидких кристаллов в вертикальной плоскости (VA матрицы) заметно выше. Что, конечно, создаёт впечатление заметно лучшей цветопередачи за счёт более глубокого чёрного.

Источник

Тип матрицы PLS — технология изготовления, особенности, плюсы и минусы. IPS vs PLS

Матрица PLS (Plane To Line Switching) является уникальной разработкой компании Samsung, которая базируется на технологии IPS. Как правило, она активно используется южнокорейским производителем в телевизорах, смартфонах и мониторах. К ее неоспоримым особенностям стоит отнести максимально широкие углы обзора, высокую плотность пикселей и качественную цветопередачу. Полное покрытие диапазона sRGB и глубокий черный цвет наверняка оценят профессиональные фотографы, дизайнеры, а также творческие люди. Данная матрица составляет достойную конкуренцию IPS-экранам, обладая собственными преимуществами.

История появления

Компания Samsung официально представила PLS-матрицу в 2010 году. Данная разработка должна была стать альтернативой широко распространенной технологии IPS. При этом обе матрицы имеют очень много схожего. Более того, их принцип работы практически идентичен. Качественные матрицы PLS используются и по сей день. Все чаще они применяются в мониторах от Samsung.

Почему вообще знаменитая корпорация решила выпускать собственные матрицы, а не закупать уже готовые решения? Здесь есть несколько основных причин. Во-первых, желание сэкономить. Не секрет, что корпорация Hitachi могла диктовать свои финансовые условиях, ведь именно она является создателем IPS. И Samsung такое положение дел явно не устраивало. А вот реализация собственного производства подобных матриц должно было усилить конкуренцию на рынке жидкокристаллических дисплеев, что повлекло за собой снижение стоимости. Во-вторых, гигант из Южной Кореи хотел доработать имеющуюся технологию, так как считал ее первоначальную реализацию далекой от идеала.

Все эти причины подтолкнули Samsung к выпуску уникальных матриц PLS. И поначалу результат нельзя было назвать успешным. Первые годы производства показали, что затраты не разработку и выпуск данных дисплеев все-таки оказались больше. Поэтому сделать PLS дешевым аналогом IPS сразу не получилось. Даже сейчас PLS-мониторы стоят несколько дороже, чем IPS-аналоги. Но интенсивное наращивание производства и доработка технологии сделали важное дело. Сегодня матрицы PLS по своим характеристикам и возможностям не только не уступают детищу Hitachi, но и превосходят его. В будущем южно-корейцам необходимо лишь постепенно снижать цену, чтобы завоевывать рынок ЖК-экранов с помощью данной разработки.

Технологические особенности

К сожалению, представители Samsung не раскрывают всех подробностей, которые касаются PLS. Но не так давно данный бренд подал судебный иск против корпорации LG, обвиняя ее в использовании чужих патентов и технологий. Речь идет о матрице AH-IPS, представленную LG. По мнению Samsung, AH-IPS является слегка модифицированной версией матрицы PLS. Это свидетельствует еще и о том, что технология Plane To Line Switching все-таки представляет собой разновидность IPS-экранов.

Технология PLS основывается на принципе линейного переключения кристаллов в плоскости. Молекулы жидких кристаллов моментально становятся плоскими, что дает возможность получать быстрый отклик, отличные углы обзора и другие параметры, характерные для PLS. И главное отличие новой технологии кроется в скорости, которая стала еще быстрее. Когда мы включаем, например, PLS-дисплей, то его кристаллы начинают активное движение. Причем они меняют параллельное расположение друг к другу на форму, которая считается наиболее оптимальной (перпендикулярное положение). И делается это все гораздо быстрее, нежели в IPS-экране.

Плюсы и минусы PLS-матрицы

Сегодня можно уверенно и точно выделить не только сильные, но и слабые стороны матрицы PLS.

Плюсы:

Минусы:

Сравнение матриц IPS и PLS

Если вывести идентичное изображение на двух разных экранах IPS и PLS, то сразу же можно увидеть пусть и небольшие, но все-таки имеющиеся отличия. Матрица PLS выигрывает не только за счет повышенной яркости, но и более сочных цветов. Изображение на таком экране очень насыщенное и красивое. У PLS-экранов почти полностью отсутствует вредное мерцание, утомляющее глаза. Более того, такая матрица оказывает меньшее влияние на зрение пользователя. Об этом свидетельствуют тесты и анализы со стороны ведущих офтальмологов.

Что касается углов обзора, то здесь разницы между PLS и IPS практически нет. Обе матрицы демонстрируют отличные показатели, поэтому вы можете любоваться изображением под любыми углами. Скорость отклика данных дисплеев совпадает. Тут все зависит от конкретного производителя и модели. Как правило, время отклика составляет от 5 до 10 мс. Это хороший показатель, но все еще уступающий TN.

Стоит отметить, что качество картинки во многом зависит не только от самой матрицы, но и других параметров монитора или телевизора. Немаловажную роль играет подсветка, процессор, наличие дополнительных функций и другие аспекты. Но можно наверняка констатировать, что IPS-матрицы больше потребляют электроэнергии, нежели конкурент в лице PLS. Пусть разница не столь существенная, но она все же присутствует.

Если подытожить наше сравнение, то по многим параметрам выигрывает матрица PLS. Отрыв от IPS не настолько велик, чтобы говорить о безоговорочной победе более молодой технологии. Да и в некоторых моментах наблюдается паритет, ведь обе технологии очень схожи по своей структуре. Но пальма первенства все-таки находится в руках PLS-экранов, которые выпускает легендарный южнокорейский бренд.

Особенности PLS:

Особенности IPS:

Какую матрицу выбрать: PLS, IPS, VA или всё-таки TN?

Вопрос выбора нового монитора или телевизора всегда стоит остро, ведь такая техника покупается не на один год. Конечно же, здесь многое будет зависеть от личных предпочтений и индивидуальных потребностей. При этом сразу нужно заметить, что из трех разных вариантов матриц нет идеального выбора. У всех дисплеев есть слабые стороны, от которых никуда не деться. Если же вы не испытываете особых финансовых проблем, то рекомендуется выбирать технологию PLS, так как она является наиболее сбалансированной.

Хотите установить телевизор в компактном помещении, а также предпочитаете сэкономить личный бюджет? Тогда хорошим выбором станут VA-матрицы, выделяющиеся самым правильным отображением черного цвета. VA-дисплеи не имеют конкурентов и в плане уровня контрастности.

Не стоит списывать со счетов и IPS-матрицы, которые уже давно пользуются повышенным спросом у населения. Причем их стоимость постоянно снижается, что делает IPS-экраны востребованными среди населения. Их самыми сильными сторонами традиционно являются очень широкие углы обзора без резкой конвертации цветов, отсутствие бликов (если монитор матовый) и достойная цветопередача. А вот высокая чувствительность позволила использовать их в смартфонах и планшетах. Пользователю достаточно прикоснуться к сенсорному экрану, чтобы осуществить какое-нибудь действие. Особенно высоко оценят сенсорные IPS-дисплеи художники и проектировщики, которые пользуются прогрессивными технологиями для получения наилучшего результата.

Заядлым геймерам советуем останавливать свой выбор на TN-мониторах, ведь только они способны обеспечить действительно низкий отклик. В этом случае вы не будите наблюдать шлейфы и размытие картинки в особенно динамичных моментах игры.

Профессиональным фотографам, видеооператорам и дизайнерам мы порекомендуем обратить внимание именно на PLS-матрицы, потому что они выделяются на фоне конкурентов более точным цветами, повышенной яркостью и плотностью пикселей. Изображение тут выглядит очень сочно и красиво. PLS станет лучшим решением и в плане безопасности для зрения, так как не создает лишнюю нагрузку на глаза.

Как мы уже отмечали, каждая матрица обладает своими особенностями и некоторыми недочетами. Поэтому вы должны изначально понимать цель покупки ТВ или монитора. Когда задачи определены, то сделать правильный выбор уже не составит труда. А наша статья еще больше облегчит вам жизнь, чтобы не сомневаться в целесообразности покупки.

Источник

Виды жидкокристаллических матриц, их отличия и особенности

История открытия жидких кристаллов

Впервые жидкие кристаллы были обнаружены в 1888 году австрийским ботаником Фридрихом Райнитцером в ходе исследования холестеринов в растениях. Он выделил вещество, имеющее кристаллическую структуру, но при этом странно ведущее себя при нагреве. При достижении 145.5°C вещество мутнело и становилось текучим, но при этом сохраняло кристаллическую структуру вплоть до 178.5°C, когда, наконец, превращалось в жидкость. Райнитцер сообщил о необычном явлении своему коллеге – немецкому физику Отто Леманну, который выявил ещё одно необычное качество вещества: эта псевдожидкость в электромагнитных и оптических свойствах проявляла себя как кристалл. Именно Леманн и дал название одной из ключевых технологий отображения информации на сегодняшний день – «жидкий кристалл».

Технический словарь разъясняет термин «жидкий кристалл» как мезофазу, переходное состояние вещества между твёрдым и изотропным жидким. В этой фазе вещество сохраняет кристаллический порядок расположения молекул, но при этом обладает значительной текучестью и стабильностью в широком диапазоне температур.

Почти столетие это открытие относилось к рангу удивительных особенностей природы, пока в 70-х годах ХХ века компания Radio Corporation of America не представила первый работающий монохромный экран на жидких кристаллах. Вскоре после этого технология начала проникать на рынок потребительской электроники, в частности, наручных часов и калькуляторов. Однако до появления цветных экранов было ещё очень далеко.

Принцип работы жидкокристаллических экранов

Работа жидкокристаллических матриц основана на таком свойстве света, как поляризация. Обычный свет является неполяризованным, т.е. амплитуды его волн лежат в огромном множестве плоскостей. Однако существуют вещества, способные пропускать свет только с одной плоскости. Эти вещества называют поляризаторами, поскольку прошедший сквозь них свет становится поляризованным только в одной плоскости.

Если взять два поляризатора, плоскости поляризации которых расположены под углом 90° друг к другу, свет через них пройти не сможет. Если же расположить между ними что-то, что сможет повернуть вектор поляризации света на нужный угол, мы получим возможность управлять яркостью свечения, гасить и зажигать свет так, как нам хочется. Таков, если описывать вкратце, принцип работы ЖК-матрицы. Конкретную реализацию этого принципа в разных матрицах мы рассмотрим ниже.

В упрощенном виде матрица жидкокристаллического дисплея состоит из следующих частей:

В цветных матрицах каждый пиксель формируется из трёх цветных точек (красной, зелёной и синей), поэтому добавляется ещё и цветной фильтр. В каждый момент времени каждая из трёх ячеек матрицы, составляющих один пиксель, находится либо во включённом, либо в выключенном положении. Комбинируя их состояния, получаем оттенки цвета, а включая все одновременно – белый цвет.

Глобально матрицы делятся на пассивные (простые) и активные. В пассивных матрицах управление производится попиксельно, т.е. по порядку от ячейки к ячейке в строке. Проблемой, встающей при производстве ЖК-экранов по этой технологии, стало то, что при увеличении диагонали увеличиваются и длины проводников, по которым передаётся ток на каждый пиксель. Во-первых, пока будет изменён последний пиксель, первый успеет потерять заряд и погаснуть. Во-вторых, большая длина требует большего напряжения, что приводит к росту помех и наводок. Это резко ухудшает качество картинки и точность цветопередачи. Из-за этого пассивные матрицы применяются только там, где не нужны большая диагональ и высокая плотность отображения.

Для преодоления этой проблемы были разработаны активные матрицы. Основой стало изобретение технологии, известной всем по аббревиатуре TFT, что означает Thin Film Transistor – тонкоплёночный транзистор. Благодаря TFT, появилась возможность управлять каждым пикселем на экране отдельно. Это резко сокращает время реакции матрицы и делает возможными большие диагонали матриц. Транзисторы изолированы друг от друга и подведены к каждой ячейке матрицы. Они создают поле, когда им приказывает управляющая логика – драйвер матрицы. Для того, чтобы ячейка не потеряла заряд преждевременно, к ней добавляется небольшой конденсатор, который играет роль буферной ёмкости. С помощью этой технологии удалось радикально уменьшить время реакции отдельных ячеек матрицы.

Виды матриц

Различия между разными типами матриц обусловлены расположением жидких кристаллов и, как следствие, особенностями прохождения через них света.

TN+film

Кристаллы в TN-матрице

Первой и наиболее простой технологией производства матриц была технология TN (Twisted Nematic, скрученные нематические), представленная в далёком 1973 году. Особенностью нематических кристаллов является то, что они выстраиваются друг за другом, как солдаты в колонне. Организация их в матрице выглядит как спираль. Для этого на стеклянных подложках делаются специальные бороздки, благодаря которым первый кристалл в спирали всегда расположен в одной и той же плоскости. Следующие за ним кристаллы располагаются друг за другом по спирали, пока последний не укладывается в аналогичную бороздку на второй подложке, расположенную под углом 90° к первой. К каждому концу спирали подведены электроды, которые и влияют на расположение кристаллов созданием электрического поля. При отсутствии напряжения и поля кристаллы поворачивают ось поляризации света, прошедшего через первый поляризатор, на 90°, чтобы он оказался в одной плоскости со вторым поляризатором и беспрепятственно прошёл сквозь него. Так получается белый пиксель. Если подать напряжение на электроды, спираль начинает сжиматься. Максимальное значение напряжения соответствует такому положению, при котором кристаллы не поворачивают поляризованный свет, и он поглощается вторым поляризатором (чёрный пиксель). Для получения градаций (оттенков серого) напряжение варьируется, тогда кристаллы занимают такое положение, при котором свет проходит через фильтры неполностью.

Принцип работы ЖК-матриц на примере TN

Из-за особенностей TN чёткое формирование оттенков сильно затруднено, и по сей день цветопередача является их ахиллесовой пятой.

Проблемой первых TN-матриц были очень небольшие углы обзора, при которых ячейка была видна с нужным цветом. Поэтому была разработана специальная плёнка, которая накладывается сверху на матрицу и расширяет углы обзора. Технология стала называться TN+film. В этом исполнении она существует и по сей день. Разъясним её. Угол между нормалью фронта световой волны и углом директора молекул ЖК (так научно называются те самые бороздки) равен j. Интенсивность пропущенного через 2 поляризатора света равна sin2 j. С практической точки зрения эти построения означают, что при полностью включённом пикселе угол j составляет не более 30°, а интенсивность света меняется в пределах 10%. А вот в среднем положении при уровне серого 50% угол j составит 45°, а изменение интенсивности – примерно 90%. Естественно, вряд ли кого устроит то, что, пошевелившись на стуле, он увидит вместо красного цвета зелёный. Поэтому сверху на матрицу клеится плёнка, имеющая другое значение j, из-за чего изменение интенсивности при смене угла обзора уже не так заметно. Сегодняшние матрицы обеспечивают нормальное изображение при отклонении от центра примерно на 50-60° по горизонтали (угол обзора 100-120°), а вот с вертикальными углами дело обстоит хуже. При отклонении от центра по вертикали хотя бы на 30 градусов нижняя часть матрицы начинает светлеть, иногда появляются тёмные полосы и т.д.

Ещё одна особенность TN состоит в том, что положением пикселя по умолчанию (т.е. при отключённом токе на электродах) является белый цвет. При этом, если транзистор сгорает, мы получаем всегда ярко горящую точку на мониторе. А если учесть, что добиться абсолютно точного положения кристаллов невозможно, на TN-матрицах невозможно добиться и хорошего отображения чёрного цвета.

В связи с ограниченной скоростью пассивных матриц для уменьшения скорости реакции была разработана технология STN (Super Twisted Nematic). Смысл её заключается в том, что бороздки на стеклянных подложках, ориентирующие первый и последний кристалл, расположены под углом более 200° друг к другу, а не 90°, как в обычной TN. В таком случае переход между крайними состояниями резко ускоряется, однако становится крайне сложно управлять кристаллами в средних положениях. Более-менее стабильными они были при углах между бороздками около 210°. Однако без недостатков не обошлось и тут: при отклонении от центра ячейки белый свет становился либо грязно-жёлтым, либо голубоватым. Чтоб хоть как-то сгладить эту проблему, инженеры Sharp разработали DSTN – Dual-Scan Twisted Nematic. Суть технологии состоит в том, что экран делится на две части, каждая из которых управляется отдельно. Помимо увеличения скорости, преимуществом технологии было смягчение искажений цветов, а недостатком – большой вес и высокая стоимость.

Итак, выделим достоинства и недостатки матриц TN+film (во всех исполнениях) на сегодняшний день:

К сожалению, подавляющее большинство производимых сегодня ЖК-мониторов самой ходовой диагонали 17” производится на базе TN+film из-за дешевизны технологии. В принципе, для нетребовательного к качеству изображения пользователя ничего страшного в этом нет, однако для работы с графикой придётся обратить взор на другие матрицы.

Источник

Типы матриц мониторов: TN, IPS, MVA, VA, PLS, ADS, WVA, SVA, EWV

Времена, когда на рынке были представлены мониторы для ПК лишь с двумя типами жидкокристаллических матриц (TN и IPS) давно прошли. Сейчас на выбор покупателя предлагается чуть ли не десяток разновидностей экранов, причем многие из них при, казалось бы, созвучных названиях (MVA, WVA, SVA) кардинально отличаются качеством изображения. Для разных задач (фильмы, игры, профессиональная работа) лучше подходит та или иная разновидность ЖК-матрицы. А еще от типа матрицы может зависеть дополнительная функциональность монитора, например изогнутый или поворотный экран (не все типы матриц для этого подходят).

Классификация ЖК-экранов

IPS (In-Plane Switching) — почти полная противоположность TN. Самый большой цветовой охват или, проще говоря, сочные цвета; естественная цветопередача, что требуется для фотографов; широкие углы обзора до 178 градусов. Но самый медленный отклик (аппаратно 5 – 8 мс, но можно улучшить программно) и вместо черного цвета — темно-фиолетовый. Важно учитывать, что качество IPS-матриц может сильно варьировать от бюджетных (вплоть до легкого выцветания под углом) мультимедийных мониторов до профессиональных для работы с графикой (цветовой охват sRGB 135 % или больше).

PLS (Plane-to-Line Switching) — давний и уже постепенно исчезающий из продажи конкурент IPS. Главное достоинство PLS заключается в большей плотности пикселей, благодаря чему меньше заметна сетка. Цветовой охват и углы обзора примерно на одном уровне с IPS.

ADS (Advanced Dimension Switch) — новый и потому пока что редкий конкурент IPS. При столь же широких углах обзора, ADS стоит значительно меньше, чем IPS, но и немного проигрывает ему по цветовому охвату. Получается некое промежуточное звено между совсем уж дешевыми и тусклыми TN-мониторами и дорогостоящими IPS.

MVA (Multi-domain Vertical Alignment) или же просто VA (Vertical Alignment) — самая активно развивающаяся технология ЖК-матриц. Изначально выделяющаяся лишь широкими углами и глубоким черным цветом технология теперь не уступает, а временами даже превосходит по цветовому охвату IPS. Отклик же медленнее чем у TN, но быстрее чем у IPS (3 – 4 мс). Именно VA-матрицы чаще всего используются в изогнутых мониторах.

WVA (Wide Viewing Angles), SVA (Super Viewing Angles), EWV (Enhanced Wide Viewing) — несмотря на похожие названия, эти три технологии не имеют ничего общего с радующей глаз MVA. На самом деле это всего-лишь отборные TN-матрицы с чуть лучшими углами обзора, но, как правило, все такой же тусклой цветопередачей. В мониторах они встречаются редко, а вот в моноблочных ПК и ноутбуках — все чаще. Причем производители хитро указывают их в характеристиках как «IPS-Like» или «IPS-Style», так что будьте внимательны при покупке.

Источник