Журнал "Компьютерра" N731
Шрифт:
Кроме контрастности, большой проблемой пассивных матриц было огромное время прорисовки изображения. Система параллельных электродов по сути представляет собой конденсатор, да еще и заполненный электролитом (жидкими кристаллами), будто специально для увеличения его емкости. Вместе с неизбежно высоким сопротивлением тончайших прозрачных электродов ячейка образует отличный фильтр низкой частоты. Поэтому время реакции при подаче импульса напряжения было удручающе большим - сотня-другая миллисекунд считалась очень хорошим показателем. Это некритично для цифровых индикаторов в часах, но для компьютерных дисплеев с частотой обновления экрана порядка 60 Гц никуда не годится.
Быстродействие
Такие дисплеи стали называться активноматричными[Собственно, маркетологи давно могли бы убрать навязшую в зубах аббревиатуру TFT из названий мониторов, чтобы не вызывать лишних вопросов у "чайников", так как все мониторы теперь только с активными матрицами.]. К сожалению, транзисторы имеют обыкновение иногда сгорать, и при их количестве в несколько миллионов вероятность такого события становится весьма ощутимой - вот тогда и появляются всем известные битые пикселы, которые в технологии TFT TN выглядят, как бросающиеся в глаза ярко светящиеся точки.
Третьей серьезной проблемой, с которой столкнулись изготовители матриц, был малый угол обзора. Взгляните еще раз на рис. 1 и мысленно поставьте две ячейки друг на друга, чтобы получить нечто напоминающее ячейку DSTN. Даже удивительно, как производители вообще достигают углов обзора 120-160, а то и 170 градусов. Причем дело не только в том, что поляризаторы, электроды и не показанная на рисунке Black Matrix ("черная сетка", которая разделяет субпикселы, чтобы они не засвечивали друг друга) попросту загораживают свет, но и в том, что при взгляде на матрицу сбоку угол поляризации светового потока получается не совсем таким, как при строго перпендикулярном направлении взгляда.
Теперь ясно, почему изображение чернеет, синеет и даже может обращаться в негатив, стоит нам присесть перед монитором с TN-матрицей. Если же взглянуть на него сверху, изображение наоборот, светлеет. Это характерный признак TN-технологии, позволяющий легко отличить такие матрицы от других разновидностей.
Добавление "+film" означает, что матрицу покрывают специальной пленкой, увеличивающей угол обзора за счет эффекта преломления. Как и TFT, эту приставку давно пора убрать из спецификаций, так как в области компьютерных дисплеев никаких других TN, кроме "+film", больше не бывает.
Обычная TN-матрица имеет углы обзора градусов в 90 (по горизонтали, по вертикали не больше 20), а "film" позволяет увеличить их примерно до 140 (по вертикали - до 40-60), причем измеряется это для падения контраста до 10:1. Что при этом творится с цветопередачей - умалчивается (подробности см. во врезке).
Однако не нужно думать, что TN - однозначно плохо. Во-первых, эта технология гораздо дешевле других, и если вы попробуете найти на рынке, скажем, ноутбук с "более прогрессивными" типами матриц, то будете неприятно удивлены ценой. Во-вторых, за последние годы эта технология развивалась очень быстро, и дешевые мониторы заметно прибавили в качестве. И наконец, углы обзора имеют значение для больших матриц в настольных дисплеях. В ноутбуках же, где человек сидит, уставившись в экран 12-15 дюймов с расстояния 30 см и, как правило, пялится на него в одиночку, разницы между технологиями он может и не заметить.
В 1995 г., когда и TFT-TN-технология только вылезала из пеленок, дисплейное подразделение компании Hitachi при участии фирмы NEC предложило совсем иное построение ячейки ЖК-матрицы. Оно получило название Super-TFT, а ныне более известно под аббревиатурой IPS (In-Plane Switching - букв. "переключение в плоскости"). Упрощенно ячейка (точнее, две соседние ячейки) такой матрицы показан на рис. 2. На нем видно, что IPS-ячейка имеет гораздо меньшую глубину, чем DSTN. Это один факторов, хоть и не главный, за счет которого углы обзора в современных IPS-матрицах возрастают до 170 и больше, что сравнимо с ЭЛТ-мониторами.
Принцип действия этой ячейки диаметрально противоположен TN - при отсутствии напряжения (на рис. 2 слева) молекулы жидких кристаллов ориентированы так, что плоскость поляризации светового потока не поворачивают. Поляризаторы, как и ранее, ориентированы перпендикулярно друг другу, и такая ячейка не пропускает свет. Из-за этого, кстати, битые пикселы в IPS-матрице черные, а не светящиеся, что уже само по себе огромный плюс.
При подаче управляющего напряжения (рис. 2 справа) на электроды, которые здесь расположены на одной плоскости, молекулы выстраиваются иначе. Слой жидких кристаллов теперь поворачивает плоскость поляризации, и ячейка пропускает свет. Обратите внимание, что молекулы всегда ориентированы параллельно подложке, невзирая на то, пропускает ячейка свет, задерживает или пропускает наполовину. Этим свойством по большей части и обусловлено то, что в IPS-матрицах цветовой оттенок от угла обзора почти не зависит. Цветопередача у таких матриц также гораздо лучше, чем у TN. Мониторы, сделанные на таких матрицах, практически всегда отображают истинные 16,7 млн. цветов, без всякой "интерполяции", характерной для других технологий.
Впрочем, недостатки у IPS тоже имеются, и главный из них таков: из-за меньшей площади и ограниченного радиуса действия электродов создание нужной напряженности электрического поля требует больших затрат энергии и занимает больше времени, из-за чего растет время реакции. Сейчас, однако, этот недостаток успешно преодолен в различных вариантах технологии (вроде S-IPS). И самые лучшие ЖК-мониторы (хотя и далеко не все) делаются именно по технологии IPS в ее различных вариантах. Причем даже самые дешевые из них все же заметно дороже бюджетных мониторов, построенных по технологии TN+film.
Отличить IPS-матрицу от других типов можно по тому, что черный цвет при взгляде под углом приобретает фиолетовый оттенок (больше всего эффект заметен при взгляде не сверху или сбоку, а с угла дисплея).
Эти практически идентичные технологии (а также похожая на них технология компании Sharp под названием Advanced Super View, ASV, сведений о которой довольно мало) используют ячейку, похожую на обычную TN, только в отсутствие управляющего напряжения молекулы жидкого кристалла у них ориентированы перпендикулярно подложке и не оказывают влияния на поляризацию света. Поэтому, как и в IPS-ячейке, выключенный (а также битый) пиксел у них черный. При подаче управляющего напряжения молекулы поворачиваются параллельно плоскости поляризатора (как у выключенной ячейки TN), и теперь ячейка пропускает свет.
Но такая технология (которая называется VA - от "вертикальное выравнивание") почти не имела бы преимуществ перед TN (за исключением несветящегося битого пиксела), если бы ее не модернизировали так, как показано на рис. 3. Как видите, форма поляризатора здесь ступенчатая. Молекулы стремятся выстроиться перпендикулярно или параллельно поверхности, над которой располагаются, и ячейка как бы разбивается на зоны, в каждой из которых ориентация молекул относительно перпендикуляра к поверхности матрицы чуть отличается.