pva матрица что это такое

Матрица MVA/PVA её плюсы и минусы

Технология MVA была разработана компанией Fujitsu в качестве аль­тернативного решения таких проблем, связанных с дисплеями TN и S-IPS, как слишком большое время отклика S-IPS и малые углы обзора TN. Аналогичная технология, получившая название PVA, была раз­работана компанией Samsung.Изначально матрицы MVA/PVA радовали отличными углами обзора (176/176 и выше) и контрастностью, однако цветопередача и время отклика были далеки от совершенства. Фактически М VA/P VA со временем отклика 25 и 16 мс были совершенно непригодны для динамичных сцен и, соответственно, для компьютерных игр. Однако с появлением технологии Overdrive время отклика MVA/PVA стало стремительно уменьшаться Новые мониторы с дисплеями MVA/PVA демонстрируют время от­клика, равное 8 мс, чего более чем достаточно для любой компьютерной игры, если с такой матрицей у вас происходят глюки на экране то лучше вам вызвать ремонт компьютеров на дом, так как скорей всего это проблема компьютера а не матрици.

ЖК-мониторы с матрицей MVA/PVA представляют собой некую «золо­тую середину» между матрицами TN и S-IPS. В отличие от TN, матрицы с S-IPS имеют отличные углы обзора и цветопередачу, но немного уступают во времени отклика. По сравнению с S-IPS мониторы с MVA/PVA, во-пер­вых, дешевле, а во-вторых, имеют меньшее время отклика, при этом кон­трастность, цветопередача и углы обзора во многом приближаются по сво­им параметрам к S-IPS.

Недостатки у мониторов с MVA/PVA следующие.

Источник

Всё про Va матрицу — виды, особенности, преимущества и недостатки, отличие va матрицы от ips.

Что такое VA матрица?

VA матрица — в ее основе лежит принцип «вертикального выравнивания» (vertical alignment), она пришла на смену технологии TN, а также является прямым конкурентом популярной IPS-матрицы. В обычном состоянии жидкие кристаллы имеют перпендикулярное выравнивание в сравнении с положением второго фильтра. Когда напряжение выключено, то свет они не могут пропускать в таком положении. А вот 90-градусный поворот кристаллы осуществляют, если происходит приложение напряжения. Во время выхода пикселя из строя на дисплее появится черная точка.

История VA матрицы

Впервые технология VA была анонсирована в 1996 году. Это сделала компания Fujitsu, которая придумала новый способ создания жидкокристаллических матриц. Разработка данной технологии была вынужденной мерой, которая должна была помочь японскому гиганту наладить выпуск прогрессивных дисплеев по весьма привлекательной цене. Можно сказать, что это плавная и качественная эволюция TN-матрицы, ведь в то время производить IPS-экраны считалось очень дорогим удовольствием.

Спустя некоторое время Fujitsu представила доработанную технологию — MVA. Здесь были улучшены углы обзора не только по горизонтали, но и вертикали. MVA-матрицы стали очень быстрыми благодаря небольшому времени отклика. Черный цвет оказался по-настоящему глубоким. Сегодня аналогичные решения на базе VA-технологии предлагают некоторые крупные корпорации. Например, Samsung занимается выпуском современных матриц PVA, Sharp изготавливает ASV-дисплеи, а Sony вместе с тем же Samsung наладили производство технологичных экранов Super PVA (S-PVA).

Технология изготовления VA матриц

«Вертикальное выравнивание» уже говорит, что здесь кристаллы находятся в перпендикулярном положении к фильтрам. Поэтому в стандартном положении поляризованный свет без проблем проходит через жидкие кристаллы, но из самой матрицы уже не выходит. Второй поляризатор наглухо блокирует свет, что делает черный цвет по-настоящему глубоким и качественным.

Когда же напряжение подается, то кристаллы моментально отклоняются на 90 градусов, чтобы через второй фильтр прошла часть света. К сожалению, первые VA-матрицы серьезно искажали цветовую гамму, когда речь заходила о небольшой горизонтальной смене угла обзора. Получается, что единственно правильный цвет можно было увидеть только в строго определенном положении. Если же, например, смотреть на кристаллы сверху, то остается виден свет, который проходит через их верхние части. Аналогичная ситуация и со смещением в боковую сторону. В результате от угла обзора сильно зависело качество картинки.

Многие имеющиеся проблемы сумела исправить технология MVA, которая является доработанной версией VA. При этом был осуществлен плавный переход на «многодоменную структуру». Все ячейки получили дублированные кристаллы. Когда напряжение подается, то кристаллы начинают отклоняться сразу в две разные стороны. Что касается поляризационных фильтров, то и они оказались обновлены и доработаны. Все это вместе позволило улучшить цветопередачу под разными углами обзора.

Виды VA матриц

Как уже отмечалось, матрица VA постепенно начала совершенствоваться. Отсюда стали появляться и разные ее виды. Новой версией данной технологии можно считать MVA. Чуть позже появились и PVA-матрицы, производством которых занялась компания Samsung. Сейчас мы рассмотрим каждый тип матрицы более подробно, так как разные технологии и варианты подхода имеют не только свои достоинства, но и определенные недостатки.

Матрицы VA обладают повышенной контрастностью, а также отображают правдоподобный черный цвет. При этом углы обзора достаточно небольшие. Более того, под малейшим наклоном цвета сразу же тускнеют. Поэтому рекомендуется находиться непосредственно перед монитором или телевизором, но не где-то сбоку. Подобные экраны выделяются благодаря высокой четкости изображения. Даже в яркую погоду VA-дисплеями можно без проблем пользоваться, потому что картинка все равно будет хорошо различимой.

MVA матрица

Именно MVA стала логическим продолжением технологии VA. Причем новая разработка оказалась лучше буквально во всем, ведь многие недочеты предшественника были частично или полностью устранены:

PVA матрица

Матрица PVA является уникальной разработкой южнокорейского гиганта Samsung. Хотя с самого начала она считалась плагиатом, который был удачно замаскирован с целью не платить за дорогостоящий патент прямому конкуренту. К неоспоримым преимуществам данной технологии стоит отнести невысокую цену и великолепную контрастность. Качество изображения на PVA-дисплеях приятно радует глаз. Особенно такие экраны понравятся профессионалам, которые активно работают за компьютером, занимаясь дизайном, фотографией, монтажом видео и так далее.

В Pva матрицах были значительно улучшены углы обзора, а оттенки черного отчетливо глубокие и насыщенные. Полный порядок и со временем отклика. А вот к чему можно придраться, так это к определенным искажениям цветов, если происходит горизонтальное отклонение. При этом последние модели таких матриц уже постепенно убирают и данную «старую болячку», так как технология сегодня является серьезно доработанной.

Также существует много различных вариаций VA и PVA матриц: AMVA, ASVA, Super MVA, Super PVA, ASV и т.п, но существенных отличий от основных видов они пока что не имеют.

Отличия IPS матриц от VA

Сейчас самыми популярными матрицами для телевизоров и мониторов считаются IPS и VA. При этом они имеют целый ряд отличительных особенностей. В VA-матрицах происходит выравнивание кристаллов по вертикали (Vertical Alignment). Что касается технологии IPS, то здесь используется принцип планарного переключения (In-Plane Switching). Само же кристальное выравнивание тут осуществляется по горизонтали. При этом задача в обоих случаях одинаковая — сформировать изображение при помощи пропускания света через фильтры и пиксельные блоки. Вот только сам подход к вопросу у них разный.

IPS-матрицы получают кристаллы, которые постоянно пропускают свет в большем или меньшем количестве. Все из-за постоянного расположения по горизонтали. Экраны VA гораздо эффективнее блокируют поступающий свет, так как используют вертикальное позиционирование закрытого типа. Поэтому в плане отображения черного цвета VA-дисплеи наголову превосходят конкурента. К достоинствам технологии Vertical Alignment обязательно стоит отнести и невероятно высокую контрастность. С другой стороны, принцип работы подобных панелей приводит к существенному ухудшению углов обзора, где матрицы IPS отрываются далеко вперед.

Какой телевизор купить IPS или VA?

Если планируется смотреть телевизор в большой комнате и под углом, то рекомендуется выбирать матрицы IPS. Только они способы обеспечить великолепное качество изображения без привязки к углам обзора. Когда же ТВ-приемник будет находиться прямо перед креслом или диваном, то следует обратить внимание на VA-экраны, ведь они обладают целым рядом неоспоримых преимуществ. Поэтому все будет зависеть от места размещения телевизора, а также расположения пользователей относительно дисплея.

Что лучше для монитора — VA или IPS?

Выбрать монитор сейчас достаточно сложно, ведь ассортимент различных моделей действительно зашкаливает. При этом по многим параметрам здесь будет интереснее выглядеть именно технология VA. Во-первых, в пользу VA-мониторов говорит быстрота отклика. Это очень важный показатель для всех геймеров, которые хотят играть с особым комфортом.

В особенности речь идет о многопользовательских проектах, где каждая миллисекунда влияет на результат. Во-вторых, черный цвет, который в идеале должен быть по-настоящему глубоким. И именно VA-технология обеспечивает это. И, конечно же, более контрастное изображение, что обязательно понравится людям, работающим за компьютером (например, архитекторы, фотографы, дизайнеры, видеоредакторы и так далее). Здесь практически не влияют небольшие углы обзора, так как пользователь находится прямо напротив монитора. При этом дорогие IPS-матрицы последнего поколения почти ничем не уступают конкуренту, а также имеют отличную цветопередачу и экономичное потребление энергии.

Время отклика в VA и IPS матрицах для монитора

Самыми быстрыми матрицами до сих пор считают TN. Но максимально приближены к ним VA-панели. Время отклика многих VA-мониторов не превышает 4-5 мс. А прогрессивные модели и вовсе вызовут восторг у профессиональных игроков, потому что их отклик составляет не более 1-2 мс. В этом плане IPS-экраны серьезно уступают. Как правило, их время отклика достигает от 5-6 мс и выше. Конечно, можно привести в пример дорогостоящие IPS-мониторы с 1-мс откликом и частотой 144 Гц. Но это лишь исключения из правил, причем весьма дорогие в плане ценника.

Почему так важен этот параметр? Мы уже отмечали, что профессиональным игрокам необходима высокая скорость буквально во всем. И отклик здесь не является исключением. От него зависит качество и быстрота прорисовки картинки на экране. А это уже напрямую влияет на игровой процесс. По этой причине стоит пристально изучить время отклика монитора перед грядущей покупкой, чтобы вы с удовольствием смотрели кино и наслаждались увлекательными играми без задержек прорисовки.

Для каких целей лучше покупать монитор с VA матрицей?

Приобретать VA-монитор лучше всего для игр и профессиональной работы. Эта матрица гарантированно обеспечит молниеносным временем отклика, а также потрясающей контрастностью. Геймеры смогут сразу же почувствовать все преимущества данной технологии. Все объекты будут прорисовываться гораздо быстрее. При этом не будет ужасных шлейфов и размытий во время движения персонажей.

Профессиональные фотографы и дизайнеры, а также пользователи, регулярно занимающиеся обработкой и монтажом видео, обязательно оценят сочные цвета с насыщенным черным оттенком. В их работе VA-мониторы просто незаменимы. При этом такие дисплеи стоят, как правило, вполне недорого для среднестатистического покупателя. Важно понимать, что откровенно плохие углы обзора становятся неактуальными в отношении VA-матрицы, когда речь заходит о мониторах. Пользователь располагается прямо возле экрана, а не под наклоном или углом. Благодаря этому самый серьезный недостаток VA просто не учитывается в случаях с мониторами.

Источник

Всё про матрицы монитора: tn, ips, pls, va, mva, oled

В настоящее время для производства мониторов народного потребления применяются два самых основных, так сказать – корневых, технологии изготовления матриц – LCD и LED.

Все остальные типы являются производными от этих двух столпов дисплеестроения и представляют собой доработанные, модернизированные и улучшенный варианты своих предшественников.

Ну что же, рассмотрим теперь эволюционный процесс, пройденный дисплеями при становлении на службу человечеству.

Виды матриц мониторов, их характеристики, сходства и различия

Начнем с наиболее привычного нам ЖК экрана. В его состав входят:

Точка экрана, отвечающая за формирование изображения, называется пикселем, и состоит из:

Если между фильтрами не было бы ЖК, то свет от источника проходя через первый фильтр и поляризуясь в одном направлении, полностью задерживался бы вторым, из-за его того, что его оптическая ось перпендикулярна оси первого фильтра. Поэтому, как бы мы не светили на одну сторону матрицы, со второй стороны она остается черной.

Поверхность электродов, касающаяся ЖК обработана таким образом, чтобы создать определенный порядок расположения молекул в пространстве. Иначе говоря – их ориентацию, которая имеет свойство изменятся в зависимости от величины напряжения электрического тока, приложенного к электродам. Далее уже начинаются технологические различия в зависимости от типа матрицы.

TN матрица

Tn матрица расшифровывается как «Twisted Nematic», что в переводе означает «Извивающиеся нитевидные». Изначальное расположение молекулы – в виде четверть оборотной спирали. То есть свет от первого фильтра преломляется так, что проходя вдоль кристалла он попадает на второй фильтр в соответствии с его оптической осью. Следовательно, в спокойном состоянии такая ячейка всегда прозрачна.

Воздействуя на электроды напряжением можно изменять угол поворота кристалла вплоть до его полного распрямления, при котором свет через кристалл пройдет без преломления. А так, как он уже был поляризован первым фильтром, то второй его полностью задержит, и ячейка будет черной. Изменение величины напряжения изменяет угол поворота, а соответственно и степень прозрачности.

Преимущества – низкое время отклика, дешевизна.

Недостатки – маленькие углы обзора, низкая контрастность, плохая цветопередача, инерционность, энергопотребление

TN+Film матрица

От простой TN отличается наличием специального слоя, призванного повысить раствор обзора в градусах. На практике достигается значение в 150 градусов по горизонтали для лучших моделей. Применяется в подавляющем большинстве телевизоров и мониторов бюджетного уровня.

Преимущества – низкое время отклика, дешевизна.

Недостатки – углы обзора очень маленькие, низкая контрастность, плохая цветопередача, инерционность.

TFT матрица

Сокращение от «Think Film Transistor» и переводится как «тонкопленочный транзистор». Более корректным было бы название TN-TFT так, как это не тип матрицы, а технология изготовления и отличие от чисто TN состоит лишь в способе управления пикселями. Здесь он реализован при помощи микроскопических полевых транзисторов, а потому такие экраны относятся к классу активных ЖКИ. То есть это не тип матрицы, а способ управления ею.

IPS или SFT матрица

Да, и это тоже потомок той, самой древней ЖКИ пластины. По сути представляет собой более развитую и модернизированную TFT так, как называется Super Fine TFT (очень хороший ТФТ). Угол обзора увеличен лучших изделий достигает 178 градусов, а цветовой охват практически идентичен естественному

.

Преимущества – углы обзора, цветопередача.

Недостатки – цена слишком высокая по сравнению с TN, время отклика редко бывает ниже 16 мс.

Виды Ips матрицы:

PLS матрица

Доработанная, с целью снижения себестоимости и оптимизации времени отклика (до 5 миллисекунд), версия IPS. Выведена концерном Самсунг и является аналогом Н-IPS, АН-IPS, которые запатентованы другими разработчиками электроники.

Подробнее про PLS матрицу можно узнать в нашей статье:

VA, MVA и PVA матрицы

Это тоже технология изготовления, а не отдельный тип экрана.

Также существует еще большее количество всевозможных доработок и улучшений, с которыми рядовой пользователь вряд ли столкнётся на практике – максимум, что укажет производитель на коробке, это основной тип экрана и все.

Параллельно ЖКИ развивалась технология LED. Полноценные, чистокровные экраны ЛЕД изготавливаются из дискретных светодиодов либо матричным, либо кластерным способом и в магазинах бытовой техники не встречаются.

Причина отсутствия в продаже полновесных ЛЕД кроется в их больших габаритах, низком разрешении, крупнозернистости. Удел таких устройств – баннеры, уличное ТВ, медиафасады, устройство бегущей строки.

Внимание! Не спутайте маркетинговое название типа «LED-монитор» с настоящим светодиодным дисплеем. Чаще всего под этим название будет скрываться обычный ЖКИ типа TN+Film, но подсветка будет выполнена при помощи светодиодной лампы, а не люминесцентной. Это все, что в таком мониторе будет от LED технологии – только подсветка.

OLED дисплеи

Отдельным сегментом выступают OLED дисплеи, представляющие собой одно из самых перспективных направлений:

Для справки. Возможно нас читают и любители мобильных девайсов, поэтому затронем и сектор портативной техники:

AMOLED (Active Matrix Organic Light-Emitting Diode) – комбинация LED и TFT

Super AMOLED – Ну тут, мы думаем, все понятно!

Исходя из предоставленных данных следует заключение, что матрицы мониторов бывают двух типов – жидкокристаллические и светодиодные. Также возможны их комбинации и вариации.

Следует знать — матрицы разделены нормативами ISO 13406-2 и ГОСТ Р 52324-2005 на четыре класса о которых скажем лишь, что первый класс предусматривает полное отсутствие битых пикселей, а четвертым классом разрешается до 262 дефекта на миллион точек.

Как узнать, какая матрица в мониторе?

Существует 3 способа удостовериться в типе матрицы вашего экрана:

а) Если сохранилась упаковочная коробка и техническая документация, то там наверняка вы можете увидеть таблицу с характеристиками устройства, среди которых будет указана интересующая информация.

б) Зная модель и название можно воспользоваться услугами онлайн-ресурса производителя.

в) Воспользоваться нашими рекомендациями:

Давайте же узнаем, какая она – лучшая матрица для монитора.

Какая матрица лучше, как они влияют на зрение?

Итак, возможность выбора в магазинах ограничена тремя технологиями TN, IPS, OLED.

TN матрица обладает низкой стоимостью, имеет приемлемые временные задержки и постоянно совершенствует качество изображения. Но из-за низкого качества конечного изображения может рекомендоваться только для домашнего применения – иногда кино посмотреть, иногда игрушку погонять и время от времени поработать с тексами. Как вы помните время отклика у лучших моделей достигает 4 мс. Недостатки в виде плохой контрастности и неестественности цвета вызывает повышенную утомляемость глаз.

IPS это, конечно же, совсем другое дело! Яркие, сочные и естественные цвета передаваемой картинки предоставят превосходный комфорт работы. Рекомендуется для полиграфических работ, дизайнерам или тем, кто готов заплатить за удобство кругленькую сумму. Ну а играть будет не очень удобно вследствие высокого отклика – далеко не все экземпляры могут похвастаться даже 16 мс. Соответственно – спокойная, вдумчивая работа – ДА. Классно посмотреть киношку – ДА! Динамичные стрелялки – НЕТ! Зато глаза не устают.

OLED. Эх, мечта! Такой монитор могут себе позволить либо достаточно обеспеченные люди, либо пекущиеся о состоянии своего зрения. Если бы не цена, то можно было бы рекомендовать всем и каждому – характеристики этих дисплеев обладают достоинствами всех остальных технологических решений. На наш взгляд здесь нет недостатков, кроме стоимости. Но есть надежда – технология совершенствуется и соответственно – удешевляется так, что ожидается закономерное снижение производственных затрат на изготовления, что сделает их более доступными.

Выводы

На сегодняшний день лучшая матрица для монитора это, конечно же Ips/Oled, изготовленная по принципу органических светодиодов, и они довольно активно применяются в сфере переносной техники – мобильные телефоны, планшеты и прочие.

Но, если излишних денежных ресурсов не наблюдается, то стоит остановить свой выбор на более простых моделях, но в обязательном порядке со светодиодными лампами подсветки. ЛЕД лампа имеет больший ресурс, стабильность светового потока, широкий предел регулирования подсветки и очень экономичны в плане энергопотребления.

Источник

VA матрица. Плюсы и минусы технологии VA LCD

VA матрица (MVA / PVA LCD) — это технология производства TFT LCD дисплеев. Плюсы и минусы, сравнение с другими технологиями. Разновидности и отличия VA разных версий. Все это в нашем материале.

Характеристики VA матрицы

VA матрица (Vertical Alignment, MVA, PVA) – тип LCD матриц, которые были созданы как альтернатива TN и IPS матрицам, представляя из себя что-то среднее, по доступной цене. Имеет по два ряда перпендикулярных либо одинаково направленных кристаллов, которые при полном включении — чёрного цвета (полностью закрыты), располагаются на 30-45 градусов от перпендикулярного от плоскости панели.

Структура пикселей A-MVA (Advanced MVA)

Обладает скоростными характеристиками схожими с TN и углами обзора, схожими с IPS углами обзора. Имеют и свой собственный плюс — высокая контрастность, которая до 3-х раз выше чем у IPS и TN матриц (3000:1). Высокая контрастность достигается благодаря сдвоенным пикселям, которые могут использовать больше вариантов положений кристаллов.

VA матрица или IPS

Плюсы VA в сравнении с IPS:

Минусы VA в сравнении с IPS

VA матрица или TN

Плюсы VA в сравнении с TN:

Минусы VA в сравнении с TN:

Разновидности матриц VA:

MVA (MultiDomain Vertical Alignment) – разработана Fujitsu, как замена VA матрицам.

PVA, S—PVA, C-PVA (Patterned Vertical Alignment) – вариация технологии от Samsung, радикальных визуальных отличий от MVA нет. В s-PVA улучшены углы обзора и цветопередача. В c-PVA улучшено время отклика и светопропускаемость.

Так же существует S—MVA (Super—MVA) – улучшенная версия MVA (примерно как S—PVA), выпускаемая Chi Mei Optoelectronics, для производителей электроники, не производящих свои собственные LCD панели.

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